唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究

唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究 () 文章编号 : 100020240 20100220257208 唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究 21 1 , 2 叶柏生谯程骏,何晓波, ( 1 . 中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所 寒旱区流域水文及应用生态实验室 , 甘肃 兰州 730000 ;)2 . 中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所 冰冻圈科学国家重点实验室 , 甘肃 兰州 730000 摘 要 : 度日模型通过正积温将冰雪消融和气温有效的联系到一起 , 模型中的关键参数是度日因子 , 即为正积温对应时段内的消融量. 根据唐古拉山冬克玛底冰川 2008 年的实测资料 , 计算得到夏季消融 - 1 - 1 期内冰川上的度日因子 , 并分析其空间变化规律. 雪度日因子平均值为 8 . 5 mm ???d , 大冬克 - 1 - 1 玛底冰川雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔 5 330,5 520 m 分别为 4 . 5,9 . 6 mm ???d 和 - 1 - 1 8 . 7,11 . 6 mm ???d ; 小冬克玛底雪冰混融度日因子和冰度日因子从海拔 5 460,5 710 m 分别 - 1 - 1 - 1 - 1 为 4 . 4,14 . 6 mm ???d 和 9 . 9,16 . 1 mm ???d . 度日因子随海拔升高而递增 , 可能是随 海拔增加 , 温度降低而太阳辐射增强所致. 局地气候 , 地形等其它因素也使得度日因子在空间上的分 布存在差异. 关键词 : 度日因子 ; 冰川消融 ; 冬克玛底冰川 中图分类号 : P343 . 2文献标识码 : A 的温度数据易于获取 , 计算相对简单 , 虽然不能描 0 引言述冰川消融过程的物理机制 , 只是冰川表面能量传 冰川作为气候的产物 , 其积累和消融强度受降 递与转化这一复杂过程的简化描述 , 但一般都能得 水和气温的控制 , 冰川的物质平衡状况与冰川表面 到 类 似 于 能 量 平 衡 模 型 的 比 较 理 想 的 模 拟 效[ 5 - 6 , 11 - 15 ] 的热量平衡、冰内和冰下的水文状态 、成冰作用 、 果.活动层的温度状况以及冰川运动速度等密切联系 , 度日模型中度日因子首次由 Fi n st er wal de r 和它直接反映冰川的进退和冰川作用区气候的变 () Sc h un k 1887在阿尔卑斯山冰川变化研究中提出 ,[ 1 ] 随后这一概念被广泛应用于国内外冰川变化的研究 物质平衡是直接观测获得的冰川变化结果之 化. [ 5 , 12 , 14 , 16 - 18 ] 一 , 而冰川变化是可靠的气候指示器并且是对气候 .在冰川物质平衡 、冰川对气候敏感中[ 2 ] 变化早期察觉策略有价值的气候要素. 因此 , 正 性响应、冰川动力模型以及冰川水文模拟等的研究[ 5 - 6 ,11 - 18 ] 中 , 都广泛的应用了度日模型. Kaya st ha 确认识冰川物质平衡及其变化对研究全球及区域气 [ 19 - 20 ] 等分析了度日因子在喜马拉雅山冰川上的变 候变化、合理利用冰川融水资源等具有十分重要的 [ 4 - 5 ] 化 ; B rait hwait e 等在对格陵兰冰盖的研究中 , 科学意义. 发现雪的度日因子小于冰川冰的度日因子 , 其差异 [ 21 - 22 ] 国内外对冰川物质平衡的研究中 , 主要有度日由研究区域的气候环境条件决定 ; 张勇等分 [ 3 - 6 ] [ 7 - 8 ] [ 9 - 10 ] ,P2T 模型, 能量平衡模型等.析了中国西部冰川度日因子的变化情况. 模型 在以上方法中 , P2T 模型需要长时间序列的数据 , 青藏高原冰雪覆盖区是我国和南亚许多大江大 才能确定模型中的相关参数 ; 能量平衡模型方法涉 河的发源地 , 冰雪对全球变暖的响应将会导致径流 及的模型参数较多 , 受观测基础限制 , 数据也不易 量和径流时间分配上的较大变化. 冬克玛底河流域 获取 , 应用有限. 同能量平衡模型相比 , 度日模型 收稿日期 : 2009210209 ; 修订日期 : 2009212223 ( ) ( ) 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划 973 计划项目 2007 CB411502 ; 中国科学院" 百人计划" 项目 ; 水利部公益性行业科研专项( ) ( ) 2007 S H Z1 - 46; 国家自然科学基金项目40741001资助 ( ) 作者简介 : 谯程骏1983 —, 男 , 四川什邡人 , 2007 年毕业于成都理工大学 , 现为中国科学院寒区旱区环境与工程研究所在读硕士研究 生 , 主要从事 GIS 在水文水资源以及冰川变化中的应用研究. E2mail : qiao_cheng_j un @163 . co m 位于长江源区南部唐古拉山中段山区 , 是长江源区流源头发育着两个分支的冬克玛底冰川 , 总面积 2 具典型代表性的高寒山区流域 , 集积雪、冰川、冻 16 . 40 k m, 该冰川是由一条朝南向的主冰川和一 [ 23 ] 土等冰冻圈要素为一体. 该流域所在的唐古拉 条朝向西南的支冰川汇流而成的复式山谷冰川. 主 2 山地处青藏高原腹地 , 受高寒气候的影响 , 冰川的 冰川也叫大冬克玛底冰川 , 面积 14 . 63 k m, 长 5 . 4 发育状况与海洋性气候条件下形成的冰川有很大不 k m , 末端海拔 5 275 m , 粒雪线海拔为 5 600 m , 冰 同. 国内长期观测的冰川数量较少 , 除乌鲁木齐河 川表面平缓. 支冰川也叫小冬克玛底冰川 , 面积 2 源 1 号冰川外 , 其它冰川监测时间都不长 , 且冰川 1 . 767 k m, 长约 2 . 8 k m , 位于主冰川东侧 , 最高 规模普遍较小. 因此 , 选择典型冰川进行观测 , 发 点海拔 5 926 m , 多年粒雪线为海拔 5 620 m. 冰川 [ 25 ] 展相关冰川变化模型 , 及其对河川径流的影响具有 表面亦较平缓 , 且很洁净 , 无表碛, 考察期间只 重要意义. 本文采用具有代表性的唐古拉山冬克玛 在消融最强时期出现过冰沟. 底冰川 2008 年观测资料 , 计算并分析该冰川度日 冬克玛底冰川属于典型的大陆型冰川 , 冷季高 因子变化特征 , 为冰川物质平衡计算、冰川变化对 原气候寒冷干燥 , 降水量少 , 导致冰川上消融和积 气候变化响应的研究提供参考依据. 累都少. 而到了暖季初期 , 西南季风开始北移 , 加 上高原内部热力对流作用增强 , 使得高原降水增 1 研究区概况多 , 冰川上的积累量增加 , 但此时新雪的反射率 冬克玛底流域位于青藏高原唐古拉山区中段 大 , 导致冰川吸收太阳辐射少 , 消融不强烈. 暖季 () 图 1, 海拔均在 5 000 m 以上 , 流域面积 50 . 96 中后期 , 气温上升 , 冰面温度升高 , 积雪开始消融 , 2 k m, 河谷谷底为古冰川作用形成的平坦开阔的稀 使得整个消融加剧. 暖季后期 , 气温下降 , 除冰舌 疏草地. 植被为单一的短草植物 , 生长最盛时高度 部分仍有消融 , 随海拔升高 , 其余区域消融逐渐减 约为 3,5 c m. 年平均气温为 - 6 . 0 ?, 气温年较 [ 26 ] 差为 24 . 9 ?, 全年只有 6 - 9 月平均气温在 0 ?以 弱至停止. 选择夏季作为观测时段 , 能更好的得 上. 年平均相对湿度为 65 % , 降水集中于 6,9 月. 到冰川消融及其物质平衡变化的资料. 该流域仅有冷、暖两季 , 冬半年在西风环流控制 ( 2 下 , 寒冷晴燥而又多风 , 冷季长达 8 个月 10 月至 资料来源及处理方法 ) 翌年 5 月; 夏半年受西南印度洋湿暖气流影响 , 气 对冬克玛底冰川的观测是半定位观测 , 在 2008 年 之前已有过短期考察. 2008年观测期间 , 分别 [ 24 ] ( ) ( ) ( 大冬克玛底冰川 海拔候温凉较湿润 6 -9 , 暖季仅有 4 个月 月.河在大本营 海拔5 150 m, 图 1 研究区位置及花杆分布 Fig. 1 The locatio n of t he st udy area a nd t he di st ributio n of sta kes 2 期谯程骏等 : 唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究259 ) ( ) 5 600 m, 小冬克玛底冰川 海拔 5 700 m以及两衡的计算. () 条支冰川中间的山脊 海拔 5 620 m布设了自动气 3 . 1 度日因子计算 象站 , 对湿度 、气温、1 . 5 m 和 2 . 5 m 风速每 30 度日因子是一定时期内的冰川消融量与同一时 [ 3 - 5 ] mi n 自动记录. 其中 , 在大本营和山脊上的自动气 期内正积温的比值. 某一时段的冰川消融量由 [ 4 , 6 , 12 , 18 ] 象站 , 另外架设有 T2200B 型称重式雨量计 , 记录 下式计算得到: 间隔为 30 mi n . 根据大本营和大冬克玛底已有的观 ( ) A = k?PD D1 snow/ ice 测资料 , 计算得出在冬克玛底河流域内 , 冰川上花 ( 式中 : A 为一定时期内的冰川或者雪的消融量 mm杆观测期间内对应的平均气温梯度为 - 0 . 63 ?? - 1 ) ( w . e . ; k 为冰或者雪的度日因子 mm ???- 1 () 100 m. 由该气温梯度推算得出冰川上其它海 - 1 ) ( ) d ; P D D 为一定时期内的正积温 ?; 其计算 [ 27 ] 拔高度的气温. 根据杨大庆等的研究 , 对观测时 [ 4 , 16 ] 公式如下式所示: 段内的降水资料做了修正. 由于冰川上的降水资料 n 少 , 为得到冰川上不同海拔处的降水 , 由大本营和 = H?T( )2 t tPD D ?t = 1 山脊上雨量计的资料 , 经过修正后 , 计算得到冰川 ( )PD D + PD D = PD D 3 i s消融期内的降水梯度 , 平均值为 - 0 . 25 - 1 ( ) () 式中 : Tt 是日平均气温 ?; Ht 为逻辑变量 , 即对mm ? 100 m. 由此推算得到消融期间内各花 杆处的 降水量. 该时段内的正温做累加. P D D和 P D D分别为冰 i s [ 5 , 18 ] 2008 年观测期间内 , 在冬克玛底冰川上共布 和雪的正积温. 根据 B rait hwait e 等研究 , 雪和 () 设了 44 根花杆 图 1, 其中大冬克玛底冰川共布设 冰的正积温可由下式计算得到 :花杆 21 根 , 海拔从 5 330 ,5 520 m , 集中在消融 ( ) A = kPD D + k?PD D 4 i i s s 区 ; 小冬克玛底冰川共布设花杆 23 根 , 海拔从 ( ) 5PD D = A / ks s s 5 460,5 710 m , 基本均匀分布在整个冰川表面. ( )PD D = PD D - PD D 6 i s 大、小冬克玛底冰川的观测间隔分别为 15 d 左右 式中 : k, k分别为冰和雪的度日因子 ;i s A 为正积s 和 10 d 左右. 同时 , 开挖雪坑 , 观测雪深以及雪密 温对应时段雪的消融量. 假设消融过程是先融雪再 度 , 由此计算得到各花杆点的消融水当量. 最后 , ( ) 融冰 , 即先由式 1算出雪的度日因子 , 然后由式 根据以上实测数据计算得到各花杆处的物质平衡. () ( ) 5得到消融雪所需的正积温 , 根据式 6由总的正 3 度日因子计算及分析积温减去消融雪的正积温得到消融冰的正积温 , 最 已有研究表明 , 冰川消融与气温之间具有很高 () 后将结果带入式 4反算得到冰的度日因子. 因此 ,[ 28 ] 的相关性 , O h mura在其研究中指出 , 长波辐射 () 按照式 1计算度日因子存在 3 种情况 : 雪的度日 和显热通量是冰川消融最主要的能量来源 , 约占消 因子采用雪的消融量和雪的正积温计算 ; 纯冰的度 融总能量的 3/ 4 . 而这两种能量的作用过程又很大 日因子采用冰川冰的消融量和冰川冰的正积温计 程度的受到气温的影响 , 更进一步说明冰川消融同 算 ; 以及雪冰混合消融的度日因子 , 根据公式 : 物 气温具有较好的相关关系. 在其它的研究中发现 , [ 29 - 31 ] 气温与能量平衡模型中各参数的相关性较好, ( ) 质平衡 = 积累量 - 消融量 B = C - A , 物质平衡应 以气温作为指标可以衡量冰川表面能量状况. 冰川 () 为积 粒雪平衡 , 附加冰平衡及冰川冰平衡的代数 [ 3 - 4 , 6 , 16 , 30 ] 消融 与 正 积 温 有 很 好 的 线 性 关 系, [ 32 ] 和.由于野外实测资料计算得到的是总的物质[ 4 ] B rait hwait e 等的研究曾发现冰川年消融量与正 平衡和积累量 , 由此计算得到的是雪冰总的消融积温的相关系数达到了 0 . 96 . 能量平衡能很好的估 量 , 无法区分雪和冰各自的消融量所对应的正积 算冰川消融 , 但所需参数较多 , 计算过程复杂 , 基 于冰川消融与正积温之间的线性关系建立的度日模 温 , 只能根据雪和冰总的消融量与总的正积温计算 型是对冰川表面消融能量平衡的简化 , 但在合适的 得到雪冰混合消融的度日因子.尺度上采用度日模型得到的结果与能量平衡模型的 图 2 是大冬克玛底冰川各花杆的正积温与消融 的散点图 , 可以看出 , 冰川消融和正积温之间的线 () () 性关系较好. 由式 1, 6计算得到的雪冰混合消 [ 4 - 5 , 11 , 13 - 14 ] 融的度日因子 , 大冬克玛底冰川上为 4 . 5,9 . 6 mm .度日因子是度日模结果能较好的吻合 - 1 - 1 - 1 - 1 型的关键参数 , 其值的精度直接影响到冰川物质平???d , 平均值为 7 . 1 mm ???d ; 小 - 1 - 1 冬克玛底冰川为 4 . 4,14 . 6 mm ???d , 平均左右的高差 , 而且大冬克玛底冰川的坡m , 200 m - 1 - 1 值为 9 . 5 mm ???d . 由于小冬克玛底冰川 18度相对小冬克玛底冰川小 , 比较平缓 , 使得雪冰度 至 23 号花杆分布在海拔 5 650 ,5 710 m , 处于多 日因子随海拔变化不是特别明显. 小冬克玛底冰川 () 年粒雪线 海拔 5 620 m以上 , 可将其消融视为积 上雪冰混融度日因子随海拔变化比较明显 , 其值从 - 1 - 1 () 海拔 5 460 m 的 4 . 4 mm ???d 变化到海拔 雪消融 , 根据式 1算得雪的度日因子平均值为 8 . 5 - 1 - 1 - 1 - 1 () () mm ???d , 再由式 4, 6计算得到冰川冰 5 710 m 的 14 . 6 mm ???d . 纯冰度日因子变 - 1 - 1 ( ) 的度日因子. 不同海拔带冰川冰的度日因子平均值 化也类似 图 4 , 从 9 . 9 mm ???d 变化到 - 1 - 1 - 1 16 . 1 mm ???d . 度日因子变化趋势与 Ka2为为 : 大冬克玛底冰川上 8 . 7,11 . 6 mm ??? - 1 - 1 - 1 [ 19 - 20 ] d , 平均值为 10 . 2 mm ???d ; 小冬克玛底 ya st ha 等的研究结果一致 , 同祁连山“七一” - 1 - 1 冰川为 9 . 9,16 . 1 mm ???d , 平均值为 13 . 0 冰川以及喜马拉雅山区的 Yala 冰川和 A X010 冰川- 1 - 1 [ 20 ] mm ???d . 结果与 Ka ya st ha 等的研究相 的度日因子变化趋势相同 , 都随着海拔的升高而递 ( 近 , 在小冬克玛底冰川上 海拔 5 425 m 和 5 475 增. 其原因是冰川消融的主要能量来源是太阳辐 - 1) m, 冰川冰度日因子介于 13 . 3 ,14 . 2 mm ?? 射 , 在海拔较高的冰川区 , 太阳辐射强烈 , 使得冰 - 1 雪消融增大. 同时 , 海拔较高的区域气温较低 , 正 ?d 之间. 积 温 的 量 值 较 小 造 成 高 海 拔 山 区 度 日 因 子 较 [ 20 - 21 ] ( 同其它研究相比 位于天山托木尔峰山汇大. 南坡的科其卡尔巴契冰川 , 海拔 3 970 m 处度日因 - 1 - 1 [ 21 ] 子为 6 . 3 mm ???d ; 位于祁连山的“七 - 1一”冰川 , 海拔 3 705 m 处度日因子 5 . 5 mm ?? - 1 [ 20 ] ) ?d , 冬克玛底冰川的度日因子相对较大 , 而 ( 与高海拔冰川度日因子比较接近 希夏邦马峰的抗 物热冰川 , 海拔 5 740 m 处度日因子 15 . 8 mm - 1 - 1 [ 17 ] ???d ; 珠峰南坡的孔布冰川 , 海拔 5 350- 1 - 1 [ 33 ] ) m 处度日因子 16 . 9 mm ???d . 这与冰 图 2 大冬克玛底冰川消融量和正积温关系 川所在环境以及局地气候不同有关. 唐古拉山深居 Fig. 2 A blatio n changing wit h po sitive 青藏高原内部 , 海拔高 , 气温低 , 冬克玛底冰川位 cumulative temperat ure fo r each sta ke s 于唐古拉山中段 , 坡度平缓 , 没有冰面河发育 , 表 o n t he Da Do ngkemadi Glacier 面洁净无表碛. 使其能量收支不同于海拔相对较低 的冰川 , 造成该冰川同其它区域度日因子差异较大. 3 . 2 结果分析对比图 3 和图 4 可看出 , 冰川冰度日因子与雪 冬克玛底冰川雪冰混融度日因子随海拔递增 , 冰混融度日因子类似 , 都随海拔呈现递增的趋势. ( ) 大冬克玛底冰川递增幅度不大 图 3, 可能是花杆 分布的海拔范围不大 , 大致从海拔5 330,5 520 图 3 各花杆点雪冰混融度日因子和海拔关系 Fig. 3 The relatio nship bet ween sno w a nd ice degree2day f acto r s a nd altit udes o n t he Do ngkemadi Glacier 2 期谯程骏等 : 唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究261 图 4 各花杆点冰度日因子和海拔关系 Fig. 4 The relatio nship bet ween ice degree2day f acto r s and altit ude s o n t he Do ngkemadi Glacier 小冬克玛底冰川在高海拔处存在两个测点的冰度日融量 , 冰川物质平衡也随之改变. 由度日因子的定因子偏小 , 可能由于观测误差、风吹雪以及地形造 义和计算 , 冰川消融量和温度都是决定其大小的关 成数据不够精确. 同一海拔处的度日因子也不尽相 键因素 , 在风吹雪和地形等的影响下 , 度日因子也 同 , 其原因可能是即便在同一海拔 , 花杆分布在冰 随着消融量的变化而变化. 为便于表示 , 将度日因 川的不同区域 , 有的位于中流线 , 也有的靠近冰川 子按其大小分为 10 个等级 , 如图 5 所示.边缘 , 使得坡度或者山体遮挡程度不同 , 导致花杆 度日因子的变化 , 主要是因为冰川上的能量交 海拔相同而结果产生差异. 换在空间和时间上都有变化. 在不同的气候背景 下 , 处于不同季节 , 位于不同地形的冰川 , 其冰面 4 影响度日因子的因素的能量组成都不相同 , 因此度日因子也相应的发生 变化. 在其它条件相同的情况下 , 度日因子随海拔 沉积在冰川表面的固体降水 , 如果不受到外力 的搬运 , 只受到净辐射的消融 , 冰川物质平衡分布 的增加而增大 , 随太阳辐射的增加而增大 , 随气温 [ 26 ] [ 14 , 16 ] 应该有一定规律. 但是青藏高原吹风十分频繁 , 和反射率的增大而减小. 在同一条冰川上 , 各 冰面积雪受到风力搬运迁移 , 重新分配 , 同时也受 测点的度日因子也有变化 , 即便在同一冰川相同的 [ 34 ] 海拔处 , 度日因子有不尽相同. B rait hwait e 等在 到地形变化的影响.这些因素都直接影响到冰川消 图 5 各花杆点度日因子空间分布 () Fig. 5 The di st ributio ns of sno w a nd ice degree2day f acto r s aa nd ice degree2day - 1 - 1 ( ) ( )f acto r s bo n t he Do ngkemadi Glacier unit : mm ???d - 1 研究格陵兰北部获取的度日因子时也发现 , 测点之川从海拔 5 460,5 710 m 为 4 . 4,14 . 6 mm ?? - 1 间相隔只有几米 , 但是度日因子却存在 ?10 %左右 ?d ; 不同海拔带冰川冰的度日因子平均值为 : - 1 - 1 的差异. 从图 5 中可看出 , 冬克玛底冰川的度日因 大冬克玛底冰川上 8 . 7,11 . 6 mm ???d , 小 - 1 - 1 子也存在这种情况 , 即便花杆相距不远 , 度日因子 冬克玛底冰川为 9 . 9,16 . 1 mm ???d ; 雪的 - 1 - 1 也有较大差别. 如大冬克玛底冰川最下面两排花 度日因子平均值为 8 . 5 mm ???d . 度日因子 杆 , 左边两根和中间两根之间有冰沟 , 中间花杆靠 随着海拔的增加而递增 , 高海拔处度日因子较大 , 近冰沟 , 可能消融较大 , 使得度日因子较大. 而在 可能是太阳辐射较强而消融期内气温较低 , 正积温 小冬克玛底高海拔处靠近基岩的几根花杆 , 可能是 少. 本文为冰川消融和物质平衡的研究提供了有效地形遮挡以及风吹雪的影响 , 使得冰的度日因子较 参数 , 但是 , 不可避免的存在观测误差 , 并且地形 小. 和风吹雪等因素影响到度日因子的计算. 因此 , 还 总的来说 , 大、小冬克玛底冰川雪冰混融度日 需进一步的分析和研究. 因子和纯冰度日因子都存在随海拔升高而增大的趋 致谢 : 在野外工作中得到唐古拉山冬克玛底冰 势 ; 大冬克玛底冰川两种度日因子随海拔升高的变 川野外考察队全体队员的支持和帮助 , 特此感谢. 化幅度不大 , 小于小冬克玛底冰川 , 分析其原因 , 参考文献( Ref erences) :可能是因为小冬克玛底冰川海拔较高 、气温低、接 受的太阳辐射较多 , 以及冰川表面坡度相对较大. [ 1 ] Shi Yaf eng , Ren Bi nghui . Int ro ductio n [ M ] / / Shi Yaf eng . A n 另外一个原因可能是测点分布不同 , 大冬克玛底上 Int ro ductio n to t he Glacier s i n Chi n . Beiji ng : Science Pre ss , 1988 : 67 ?9 4 . [ 施雅风 , 任炳辉. 绪论[ M ] / / 施雅风. 中国 的花杆主要分布在消融区 , 而小冬克玛底上的花杆 冰川概论. 北京 : 科学出版社 , 1988 : 1 - 8 . ] 基本均匀分布于整个冰川表面.[ 2 ] Haeberli W. Glacier Ma ss Bala nce Bulleti n , Bulleti n No . 6 ( ) ( ) 1998 - 1999 [ R ] . IA H S ICSI2U N EP2U N ESCO2WMO : 5 结论和讨论t he Wo rl d Glacier Mo nito ri ng Ser vice , 2001 Brait hwait e R J , Ole sen O B . Ice a blatio n i n We st Greenla nd [ 3 ] 在全球变暖的大背景下 , 冰川消融将增强 , 河 i n relatio n to ai r t e mp erat ure a nd glo bal radiatio n [ J ] . Z. 川径流量扩大. 冰川作为气候变化的指示器 , 其对 Glet scher kd . Glaziageol , 1985 , 20 : 155 - 168 . 气候变化的响应十分敏感. 研究冰川的消融和物质 [ 4 ] Brait hwait e R J , Ole sen O B . Calculatio n of glacier a blatio n 平衡显得尤为重要 , 特别是在我国西北的干旱区 , f ro m ai r t e mp erat ure , We st Greenla nd [ A ] . Oerlea mn s J . 研究冰川消融意义重大. 目前在冰川物质平衡的研 Glacier Fl uct uatio ns a nd Cli matic Cha nge [ M ] . New Yo r k : 究中 , 采用较多的是能量平衡模型和度日模型 , 能 Kl uwer Acade mic Publi sher s , 1989 : 219 - 233 . 量平衡模型虽然能很好的模拟冰川物质平衡 , 但是 [ 5 ] Brait hwait e R J , Zha ng Y. Sen sitivit y of ma ss balance of five 其数据的获得以及数据的不确定性使得该模型在实 glacier s to t emperat ure cha nge s a sse ssed by t uni ng a degree2 际应用中存在困难. 而度日模型中 , 数据的获得相 ( ) day mo del [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 2000 , 46 152: 7 - 14 . [ 6 ] J óhanne sso n T , Sigur dsso n O , L a umann T , et al . Degree2day 对容易 , 并且运用度日模型得到的结果和能量模型 glacier ma ss2balance mo deli ng wit h applicatio ns to glacier s i n 的结果类似. Icela nd . No r way a nd Greenla nd [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 然而 , 度日模型也存在不足之处. 度日因子会 ( ) 1995 , 41 151: 559 - 567 . 随着地形 , 环境等条件的变化而改变 , 尤其是在山 [ 7 ] Lli bo ut r y J . Multiva riat e st ati stical a nal ysi s of glacier a nnual ( ) bala nces [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 1974 , 13 69 : 317 - 区 , 坡度、坡向 、山体遮挡等地形因素对冰川消融 392 . [ 14 ] 的影响很明显 , 导致度日因子也随之不断变化. [ 8 ] Chen J , Fun k M . Ma ss bala nce of Rho neglet cher duri ng l882/ 为了提高度日模型的精确性和稳定性 , A nder so n () 83,l986/ 87 [J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 1990 , 36 l23: l99 -[ 13 , 31 , 35 ] 209 . 等对模型做了改进 , 加入了风速、辐射以及 [ 13 , 36 ] [ 9 ] Oerle ma n s J . Cli mat e sen siti vit y of glacier s i n so ut her n No r2 反照率等 ; Hoc k 等引入分布式度日模型不同 way : applicatio n of a n ener gy2balance mo del to Niga r dsbreen , 程度的提高了模型模拟的结果.Hell st ugubreen a nd Alfot breen [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 在本文中 , 分别计算得到冬克玛底冰川雪和冰 ( ) 1993 , 38 129: 223 - 232 . [ 10 ] Zha ng Yan sheng , Ka ng Er si . Ener gy bala nce a nd microcli ma2 的度日因子以及雪冰混融情况下的度日因子. 大冬 tolo gy o n glacier surf er [ M ] / / Shi Yaf eng. Glacier s and Thei r 克玛底冰川从海拔 5 330,5 520 m 雪冰混融度日 Envi ro n ment s i n Chi na ———t he Pre sent , Pa st a nd Fut ure . Bei2 - 1 - 1 因子为 4 . 5,9 . 6 mm ???d , 小冬克玛底冰 ji ng : Science Pre ss , 2000 : 79 - 100 . [ 张寅生 , 康尔泗. 能量 平衡与冰面微气候[ M ] / / 施雅风. 中国冰川与环境 ———现在 , 过去和未来. 北京 : 科学出版社 , 2000 : 79 - 100 . ] 2 期谯程骏等 : 唐古拉山冬克玛底冰川雪冰度日因子研究263 [ 11 ] L a umann T , Ree h N . Sen sitivit y to cli mat e change of t he ma ss t ure s of hydrolo gical p roce sse s i n t he Do ngke madi River Ba si n bala nce of glacier s i n so ut her n No r way [ J ] . J o ur nal of Glaciol2 , Ta nggula Pa ss , Ti bet a n Plat ea u [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy ( ) a nd Geocr yolo gy , 1997 , 19 3: 214 - 222 . [ 张寅生 , 姚檀 ( ) o gy , 1993 , 39 133: 656 - 665 . 栋 , 蒲健辰 , 等. 青藏高原唐古拉山冬克玛底河流域水文过程 [ 12 ] Li u Shiyi ng , Di ng Yo ngjia n , Ye Bai sheng , et al . St udy o n t he ( ) 特征分析[J ] . 冰川冻土 , 1997 , 19 3: 214 - 222 . ] ma ss bala nce of t he Glacier No . 1 at t he headwat er s of [ 25 ] Pu J ianchen , Yao Tando ng . St udy o n ma ss balance of small t he Βr ümqi River u si ng degree2day met ho d [ C ] / / Proceedi ngs Do ngke madi glacier [ M ] / / Yao Tando ng , Aget a Y. Glacio2 of t he Fif t h Chi nese Co nf erence o n Glaciolo gy a nd Geocr yolo gy lo gical Cli mat e a nd Envi ro nment o n Qi nghai2Xiza ng Plat ea u ( ) Vol u me 1. L a nzho u : Ga n su Cult ure Pre ss , 1996 : 197 - 204 . The Chi na2J ap a n J oi nt Glaciolo gical Expeditio n to Qi nghai2Xi2 [ 刘时银 , 丁永建 , 叶柏生 , 等. 度日因子用于乌鲁木齐河源 1 za ng Plat eau , 1989 . Beiji ng : Science Pre ss , 1993 : 60 - 68 . 号冰川物质平衡计算的研究[ C ] / / 第五届全国冰川冻土学大 [ 蒲健辰 , 姚檀栋. 冬克玛底支冰川物质平衡研究[ M ] / / 姚檀 ( ) 会论文集上册. 兰州 : 甘肃文化出版社 , 1996 : 197 - 204 . ] 栋 , 上田丰. 青藏高原冰川气候与环境 —1989 年中日青藏高 [ 13 ] Hock R . A di st ri but ed t e mperat ure2i ndex ice2 a nd sno w melt 原冰川考察研究. 北京 : 科学出版社 , 1993 : 60 - 68 . ] mo del i ncl udi ng po t ential di rect solar radiatio n [ J ] . J o ur nal of [ 26 ] Pu J ia nchen , Yao Ta ndo ng , Zha ng Yi n sheng , et al . Ma ss bal2 ( ) Glaciolo gy , 1999 , 45 149: 101 - 111 . a nce o n t he Do ngke madi a nd Mei kua ng Glacier s i n 1992/ 1993 [ 14 ] Hock R. Te mp erat ure i ndex melt mo deli ng i n mo unt ai n a rea s ( ) [J ] . J o ur nal of Glaciolo gy a nd Geocr yolo gy , 1995 , 17 2 : [J ] . J o ur nal of Hydrolo gy , 2003 , 282 : 104 - 115 . 138 - 143 . [ 蒲健辰 , 姚檀栋 , 张寅生 , 等. 冬克玛底冰川和煤 [ 15 ] Oerle ma ns J , A nder so n B , Hubba r d A , et al . Mo delli ng t he ( ) 矿冰川的物质平衡1992 / 1993 年[ J ] . 冰川冻土 , 1995 , 17re spo n se of glacier s to cli mat e wa r mi ng [ J ] . Cli mat e dyna m2 ( ) 2: 138 - 143 . ] ics , 1998 , 14 : 267 - 274 . [ 27 ] Ya ng Daqi ng , J ia ng To ng , Zha ng Yi n sheng , et al . A nal ysi s [ 16 ] Brait hwait e R J . Po sitive degree2day f acto r fo r a blatio n o n t he a nd co r rectio n of er ro r s i n p recipit atio n mea sure ment at t he Greenla nd ice sheet st udied by ener gy2bala nce mo deli ng [ J ] . head of ür ümqi River , Tian sha n [ J ] . J o ur nal of Glaciolo gy ( ) J o ur nal of Glaciolo gy , 1995 , 41 137: 153 - 160 . ( ) a nd Geocr yolo gy , 1988 , 10 4 : 384 - 400 . [ 杨大庆 , 姜彤 , [ 17 ] Li u Shiyi n , Xie Zichu , So ng Guopi ng , et al . Ma ss bala nce 张寅生 , 等. 天山乌鲁木齐河源降水观测误差分析及其改正 ( ) Ka ngw ure flat2top Glacier o n t he no rt h side of Mt . Xi xia2 ( ) [J ] . 冰川冻土 , 1988 , 10 4: 384 - 400 . ] bangma , Chi na [J ] . Bulleti n of Glacier Resea rch , 1996 , 14 : 37 [ 28 ] O hmura A . Physical ba si s fo r t he t e mp erat ure2ba sed melti n2 - 43 . dex met ho d [J ] . J . Appl . Met eo rol , 2001 , 40 : 753 - 761 . [ 18 ] Li u Shi yi n , Di ng Yo ngjia n , Wa ng Ni nglia n , et al . Ma ss bal2 [ 29 ] A mbach W. Int erp ret atio n of t he po sitive2degree2day f acto r s by a nce sen sitivit y to cli mat e cha nge of t he Glacier No . 1 at heat bala nce charact eri stics , We st Greenla nd [ J ] . No r d . t he Βr ümqi River head , Tian sha n Mt s. [J ] . J o ur nal of Glaci2Hydrol , 1988 , 19 : 217 - 224 . ( ) olo gy and Geocr yolo gy , 1998 , 20 1: 9 - 13 . [ 刘时银 , 丁永 [ 30 ] Brait hwait e R J , Ole sen O B . Respo n se of t he ener gy bala nce 建 , 王宁练 , 等. 天山乌鲁木齐河源 1 号冰川物质平衡对气候 o n t he ma r gi n of t he Greenla nd ice sheet to t emperat ure cha n2 ( ) 变化的敏感性研究[J ] . 冰川冻土 , 1998 , 20 1: 9 - 13 . ]( ) ge s[J ] . J o ur nal of Glaciolo gy , 1990 , 36 123: 217 - 221 . [ 19 ] Kaya st ha R B , Ta keuchi Y , Na kawo M. Po siti ve degree2day [ 31 ] L a ng H , Bra un L . On t he i nfo r matio n co nt ent of ai r t e mp era2 f acto r s fo r ablatio n o n glacier s i n t he Nepalese Hi malaya s :ca se t ure i n t he co nt ext of sno w melt e sti matio n [ M ] / / Hydrolo gy st udy o n Glacier A X010 i n Sho ro ng Hi mal , Nep al [J ] . Bulle2 of Mo unt ai no u s A rea s. Proceedi ngs of t he St r b ske Ple so Sym2 ti n of Glaciolo gical Re sea rch , 2000 , 17 : 1 - 10 . po si u m 1990 s. IA H S Publ , 1990 , 190 : 347 - 354 . [ 20 ] Kaya st ha R B , Aget a Y , Na kawo M , et al . Po sitive degree2 [ 32 ] Shi Yaf eng , Ren Bi nghui . Ma ss bala nce of glacier s i n Chi na day f acto r s fo r ice a blatio n o n fo ur glacier s i n t he Nep ale se Hi2 [ M ] / / Shi Yaf eng . A n Int ro ductio n to t he Glacier s i n Chi na . malaya s a nd Qi nghai2Ti bet a n Plat ea u [ J ] . Bulleti n of Glacio2 Beiji ng : Science Press , 1988 : 69 - 87 . [ 谢自楚 , 张金华. 中 lo gical Re sea rch , 2003 , 20 : 7 - 14 . 国冰川的物质平衡[ M ] / / 施雅风. 中国冰川概论. 北京 : 科学 [ 21 ] Zhang Yo ng , Li u Shiyi n , Sha nggua n Do nghui , et al . Po siti ve 出版社 , 1988 : 69 - 87 . ] degree2day f acto r fo r Keqica r Baqi Glacier , so ut h of Tian sha n [ 33 ] Kaya st ha R B , Ta keuchi Y , Na kawo M , et al . Practical p re2 ( ) [J ] . J o ur nal of Glaciolo gy and Geocr yolo gy , 2005 , 27 3 : dictio n of ice mel ti ng beneat h va rio u s t hickness of debri s co ver 337 - 343 . [ 张勇 , 刘时银 , 上官冬辉等. 天山南坡科其卡尔 o n Khumbu Glacier , Nep al , u si ng a po sitive degree2day f acto r 巴契冰川度日因子变化特征研究 [ J ] . 冰川冻土 , 2005 , 27[ M ] / / Debri s2Co vered Glacier . IA H S Publicatio n , 2000 , ( ) 3: 337 - 343 . ] 264 : 71 - 81 . [ 22 ] Zhang Yo ng , Li u Shiyi n , Di ng Yo ngjian , et al . Sp atial va ria2 [ 34 ] Brait hwait e R J , Ko nzel ma nn T , Ma rt y C , et al . Er ro r s i n dai2 tio n of degree2day f acto r s o n t he o bser ved glacier s i n we st er n l y a blatio n mea sure ment s i n no rt her n Greenla nd , 1993 - 94 , ( ) Chi na [J ] . Act a Geo grap hica Si nica , 2006 , 61 1 : 89 - 98 . a nd t hei r i mplicatio n s fo r glacier cli mat e st udie s[J ] . J o ur nal of [ 张勇 , 刘时银 , 韩海东等. 中国西部冰川度日因子的空间变 ( ) Glaciolo gy , 1998 , 44 148: 583 - 588 . ( ) 化特征[ J ] . 地理学报 , 2006 , 61 1: 89 - 98 . ][ 35 ] Kust a s W P , Ra ngo A , Uijlen hoet R . A si mple ener gy budget [ 23 ] Li u J unf eng , Yang J ia npi ng , Chen Ren sheng , et al . The si mu2 al go rit h m fo r t he sno w melt r unoff mo del [J ] . Wat er Re so ur . latio n of sno w mel t r unoff mo del i n t he Do ngke madi River Ba2 ( ) Re s. , 1994 , 30 5: 1515 - 1527 . si n , headwat er of t he Ya ngtze River [ J ] . Act a Geo grap hica [ 36 ] Cazo rzi F , Fo nt a na G D. Sno w melt mo deli ng by co mbi ni ng ai r ( ) Si nica , 2006 , 61 11: 1149 - 1159 . [ 刘俊峰 , 杨建平 , 陈仁 t e mp erat ure a nd a di st ri but ed radiatio n i ndex [ J ] . J o ur nal of 升等. SRM 融雪径流模型在长江源区冬克玛底河流域的应用Hydrolo gy , 1996 , 181 : 169 - 187 . ( ) [J ] . 地理学报 , 2006 , 61 11: 1149 - 1159 . ] [ 24 ] Zhang Yi nsheng , Yao Ta ndo ng , Pu J i nachen , et al . The f ea2 Study of t he Degree2day Factors f or Sno w and Ice on the Dongkema di Glac ier , Tanggula Range 1 1 , 2 2Q IA O Che ng2j u n, H E Xiao2bo, YE Bai2she ng ( 1 . L aborat or y o f W ate rs he d H y d rol o g y an d A p p l ie d Ecol o g y i n Col d an d A ri d Re gi ons , Col d an d A ri d Re g i ons Env i ron ment al an d En g i nee ri n g Resea rc h I nst i t ute , Chi nese A ca de m y o f S ciences , L anz hou Gans u 730000 , Chi na; 2 . S t ate Ke y L aborat or y o f Cr y os p he ric S ciences , Col d an d A ri d Re g i ons Env i ron ment al an d En g i nee ri n g Resea rc h I nst i t ute , )Chi nese A ca de m y o f S ciences , L anz hou Gans u 730000 , Chi na Abstract : The degree2day mo del s a re ba sed o n a 2da y f acto r s a re The sno w a nd ice a blatio n de gree- 1 - 1 sp ecific relatio n ship bet wee n sno w o r ice melti ng 4 . 5,9 . 6 mm ???d a nd t he ice degree2day - 1 - 1 a nd t he sum of dail y mea n t e mp e rat ure s a bo ve f acto r s a re 8 . 7,11 . 6 mm ???d at t he alti2 melti ng poi nt , w hich i s calle d t he po sitive degree2 t ude ra ngi ng f ro m 5 330 m to 5 520 m o n t he Da da y su m. The key p a ra met er of degree2day mo del Do ngke ma di . A nd t he val ue s a re 4 . 4 ,14 . 6 mm- 1 - 1 - 1 - 1 i s t he degree2day f acto r , w hic h ca n be calc ulat ed ???d a nd 9 . 9,16 . 1 mm ???d , re2 sp ectivel y , at t he altit ude ra ngi ng f ro m 5460 m to f ro m po sitive de gree2da y su m a nd a blatio n . Si nce 5 710 m o n t he Xiao Do ngke ma di . Wit h t he alti2 air t e mp e rat ure s a re t he mo st rea dil y availa ble da2 t ude ri si ng , t he degree2day f acto r at hi gher altit ude t a , such mo del s have bee n wi del y u sed i n ice a nd i s la r ge r t ha n at t he lo wer altit ude , w hich may be sno w melti ng co mp ut atio n , such a s i n hydrolo gical ca u se d by la r ge r ra diatio n a nd lo we r po sitive de2 mo deli ng a nd cli mat e se n sitivit y st udie s. A nd t he gree2day sum i n hi gher altit ude . There a re so me ba se me nt of t he se st udie s i s glacier ma ss bala nce o t her f acto r s co nt rolli ng t he sp atial di st ri butio n of co mp ut atio n . Degree2da y f acto r s fo r sno w a nd ice de gree2da y f acto r , suc h a s topo grap hic f acto r s a blatio n o n t he Do ngke ma di Glacier i n Ta nggula ( ) slop e , sha di ng a nd a sp ect a ngle s, local cli matic Ra nge a re calculat ed ba se d o n o b se r vatio n dat a duri ng t he summe r of 2008 . The a ve ra ge val ue of e nvi ro n me nt a nd so o n . - 1 - 1 sno w degree2day f acto r i s 8 . 5 mm ???d . Key words : degree2day f acto r ; glacier a blatio n ; Do ngke ma di glacier