冰川变化的自然百科

[拼音]：bingchuan bianhua

[外文]：glacier variations

冰川物质及其形态的时空变化。气候变化引起冰川上降雪量和融化量的变化，导致雪线高度升降、冰川表面升降、运动速度高低等一系列复杂的变化过程，最终使冰川面积增减、末端前进或退缩。冰川变化对气候变化有反馈作用。

认识史

1773年J.瓦尔歇建议定期观测冰川，并认为冰川变化与气候状况变化紧密相关。瑞士 F.-A.福雷尔在1881～1884年总结出大周期规律、普遍性规律和例外性规律等冰川进退的 7条基本规律。这些规律在许多场合都得到了证实。19世纪20～40年代，A.瓦格纳、F.-E.马泰、R.小比尔维勒和 C.C.瓦伦等在不同程度上论述了冰川进退与气候变迁的相互关系，为解释冰川变化动态提出了各种气候模式，成为探讨气候变迁与冰川变化之间关系的重要研究途径之一。20世纪50年代末，J.威尔特曼和J.F.奈证实了半个世纪以前L.德马尔基等所发现的冰川运动波，开始定量模拟冰川对物质平衡变化的反应，并从理论上分析了冰川末端对气候变化的反应特性，把冰川变化研究推向定量阶段。1968年，H.C.霍英克斯根据中尺度冰川—天气关系解释了1891～1965年间瑞士冰川变化。把冰川动态与大型天气形势变化联系起来，为冰川变化的研究提出了新途径。

冰川物质平衡与冰川变化

冰川物质积累和消融差值变化会引起冰川形态的变化。冰川物质平衡对冰川形态变化的影响以运动波形式向冰川下游传播。除冰川末端外，冰川运动波速为冰流速的3～5倍，物质平衡的少量增减会引起冰川末端显著的进退。进退的总距离取决于体积（冰量）守恒。山谷冰川物质平衡的变化对冰川形态作相应调整所需的时间 (称响应时间)约2.5～25年，南极与格陵兰冰盖约 25000年。运动波的扩散增加了冰川的响应时间。根据冰川运动波理论，还可研究相反的问题，即已知给定时间内基准状态(datum state)下冰川末端的厚度变化，确定冰川的物质平衡变化。在探讨冰川响应时间时，必须考虑：

（1）放大因素(amplificationfactor)，即物质平衡的小变化可以引起冰川末端位置巨大变化；

（2）冰川对气候有反馈作用。控制冰川响应时间的因素有冰川的形态特点、物质平衡变化和冰川跃动特性等。

冰川形态变化

包括冰川末端进退、冰面高度升降和冰川面积增减。后两者研究不够，资料很少。冰川的进退分：

（1）季节性进退。冬季冰川消融远比夏季弱，因而末端前进或冰崖变陡；夏季消融强烈，末端后退或冰崖变缓。

（2）多年进退。冰川在很长时期内或不断前进或逐渐退缩，持续时间很长。它受地方性的气候、天气和地形等因素的总情况的控制，影响到广大地区冰川作用的总性质。

（3）循环性进退。进退的时间比较短促，由循环性的气候变化引起。

（4）偶然性进退。凡不属上述三种的冰川进退均列入偶然性进退。冰川前进时，常伴随冰川厚度增大，冰川面积扩展，冰流加速，裂隙增多，冰面坡度急降处冰崩更为频繁等现象。冰川后退时，冰面高度下降，冰厚度、宽度减小，冰川分离、解体，运动速度锐减，冰川末端和边缘处运动速度实际上变为零，常形成不运动的死冰区。中国天山乌鲁木齐河源Ⅰ号冰川从1962年10月至1980年8月间面积缩小了0.11平方公里（0.006平方公里/年），主流线长度缩短了80米，冰舌末端海拔上升了10米（图1、图2）。

全新世以来的冰川变化

全新世(始于距今约10000年至现在)，世界冰川随着气候变化，发生过不同时间尺度的进退变化。

（1）20世纪20～70年代，发生过以10年计时尺度的冰川进退小振动。20～40年代(或50年代)，随着全球性气候变暖，各地冰川普遍后退、变薄。50年代以后，全球性气候，尤其是高、中纬度地区气温明显下降，世界不同地区退缩冰川的比例明显减少，前进冰川比例增多（图3）。许多冰川末端由退缩转为前进。中国116条冰川中，前进冰川占30.1％，后退冰川占53.4％，稳定冰川占16.5％。

（2）14世纪～20世纪20年代，世界许多地区经历了百年计气候寒冷时期即所谓小冰期。这一时期，大多数冰川前进。

（3）全新世存在若干个千年计的冰川前进期。有些冰川前进期出现在高温间断期之前，甚至在高温间断期之间。全新世的几次冰川前进约发生在距今 30～450年前、2400～3300年前、4900～5800年前以及7000～8200年前。长期的冰川进退时间尺度为万年以上。到20世纪80年代初由于资料有限，冰川与气候之间的关系的可靠评价只能限于高频低量级的现象；对20世纪50～60年代以来世界范围的冰川进退同气候变化之间的相关关系，尚待确定。

冰川进退变化趋势预报

指定量地预测未来若干时段内冰川进退变化趋势，前进与退缩、进退幅度和对冰川末端附近工农业生产设施的影响等。60年代末N.翁特施泰纳和J.F.奈等人应用运动波理论预测了加拿大贝伦登冰川未来数十年的变化趋势。中国冰川学家施雅风等在1978年应用波动冰量平衡法和运动速度衰减法预测了喀喇昆仑山巴托拉冰川20世纪内的进退变化趋势。至20世纪80年代初，冰川预报还只是初步尝试。

人们把冰川变化视为气候变迁的灵敏指示器。研究冰川物质变化与地方气候，可以重建气候史，以重建的气候记录为基础，有可能确定是否存在气候周期性。若出现古气候型式，就可能预测未来的气候。冰川进退引起的冰融水道变迁、冰川湖的溃坝洪水和冰川泥石流爆发，对农业、牧业和交通运输等影响极大。极地冰盖的变化，会引起世界范围的海平面升降和全球性的气候变化。

参考书目D.E.Sugden，B.S.John， Glaciers andLandscape，Edward Amold，London，1976.W.S.B.Paterscn，The Physics of Glaciers，2nd ed.，Pergamon Press，Oxford，1981.Permanent Service on the Fluctuations of Glaciers of the IUGG-FAGS/ICSU，ed.Fluctuations of the Glaciers，1.1959～1965;2.1965～1970;3.1970.～1975，IAHS/UNESCO，Paris，1967，1973，1977.