科研進(jìn)展
天山冰川站在全分量高分辨率分布式冰川能量-物質(zhì)平衡模擬研究中取得新進(jìn)展
冰川物質(zhì)平衡是表征冰川積累和消融最重要的參數(shù)之一,是目前國際冰川學(xué)界重點(diǎn)和前沿觀測研究領(lǐng)域。冰川物質(zhì)平衡和冰川區(qū)氣象數(shù)據(jù)的稀缺限制了對天山冰川變化的認(rèn)知。為更好地理解冰川與氣候之間的聯(lián)系,進(jìn)一步理解冰川消融過程和機(jī)理,冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新疆天山冰川國家野外科學(xué)觀測研究站(簡稱天山冰川站)研究人員利用德國柏林洪堡大學(xué)研制開發(fā)的冰川能量-物質(zhì)平衡模型(COSIMA,COupled Snowpack and Ice surface energy and MAss balance model),充分考慮了大氣、冰川表面以及表面以下10 m內(nèi)雪層的物質(zhì)和能量交換過程,通過建立物質(zhì)平衡與氣象要素變化之間的關(guān)系,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對天山烏魯木齊河源1號冰川(以下簡稱1號冰川)小時尺度的冰川能量物質(zhì)平衡模擬。模型的驅(qū)動數(shù)據(jù)來源于架設(shè)在1號冰川東支海拔4025 m處冰面自動氣象站,同時基于冰面氣象站觀測的反照率、表面溫度及雪深等實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬結(jié)果的率定和驗(yàn)證。該項(xiàng)研究結(jié)果表明:1號冰川在消融期經(jīng)歷了顯著的物質(zhì)損失(-0.77 m w.e.)。輻射通量和湍流通量是影響冰川表面能量收支的主要能量項(xiàng),其中凈短波輻射(148.18 W m-2)、長波輻射(241.84 W m-2)及感熱通量(10.08 W m-2)是主要的能量收入項(xiàng),反射的長波輻射(-283.11 W m-2)、潛熱通量(-5.93 W m-2)及地?zé)嵬浚?span lang="EN-US">-3.41 W m-2)是主要的能量支出項(xiàng)。表面消融(-0.73 m w.e.)和固態(tài)降水(0.19 m w.e.)主導(dǎo)著冰川物質(zhì)損失。敏感性結(jié)果表明氣溫是影響1號冰川物質(zhì)損失的主導(dǎo)氣象因子。
該成果以Summertime surface mass balance and energy balance of Urumqi Glacier No. 1, Chinese Tien Shan, modeled by linking COSIMA and in-situ measured meteorological records為題發(fā)表于Climate Dynamics期刊(IF=4.742)。冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生李宏亮為第一作者,李忠勤研究員和王璞玉研究員為通訊作者。
該研究獲新疆第三次綜合科學(xué)考察項(xiàng)目(2021xjkk0801)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會優(yōu)秀會員(Y2021110)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41771077,42001067)、冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(SKLCS-ZZ-2022)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。