藏东南海洋性冰川物质平衡空间格局及其机制研究

Glacier mass balance on the Tibetan Plateau is one of key issues for the glaciological and climatic studies. Traditional glaciological study focuses on systematic observations for glacier mass balance on the benchmark glaciers. However, the change from single glacier to the regional scale has spatial and representative implications for studying glacier variation and its mechanism. This proposal is, therefore, to carry out systematic observations of glacier energy-mass balance on temperate glaciers which are under different climatic conditions along the Brahmaputra River in the southeast Tibetan Plateau. The spatial difference in glacier energy/mass balance process will be analyzed in our study. Based on these meteorological and glaciological data, we intend to establish a distributed glacier mass balance model which is suitable for the whole southeast Tibetan Plateau. And the grid meteorological data was used to run the glacier mass balance and the in-situ meteorological/glaciological data was adopted as validation data. The glacier mass balance distribution along the Brahmaputra River in the southeast Tibetan Plateau will be calculated for improving the knowledge of spatial pattern on glacier melting and accumulation. This study will unravel an important issue on how the precipitation intensity and seasonality influence the temperate glacier melting/accumulation process in the study region. The interaction between temperate glaciers and atmospheric circulations will be also discussed from a regional scale. This proposal potentially benefit to understanding the response of maritime glacier to future climate change and have practical implication for improving the prediction ability on glacier discharges and glacier hazards in the whole southeast Tibetan Plateau.

青藏高原冰川物质平衡变化是国际冰川学及气候学研究的焦点问题之一。传统的物质平衡研究侧重单个冰川的系统观测，如何从单一冰川扩展到区域尺度，使得其结果更具空间性和代表性，是全面认识高原冰川变化及机制的关键，但目前对这方面的研究却相当薄弱。本项目拟在藏东南选取受季风影响程度不同的三条海洋性冰川系统开展表面气象与物质收入/支出观测，对比分析表面能量-物质平衡的空间差异，建立分布式能量-物质平衡模型。在此基础上，利用降尺度区域气象数据驱动模型，研究藏东南海洋性冰川物质平衡空间格局，揭示其消融?补给的空间变化规律，从物理机制上阐明雅鲁藏布江水汽通道上降水强度、季节性变化等对本区冰川消融及物质平衡的影响，探讨大气环流与海洋性冰川物质平衡变化之间的内在机制。该项目不仅有助于从区域角度全面认识藏东南海洋性冰川对于气候变化的响应，而且在提高藏东南融水径流模拟及冰川灾害发生预测能力等方面也具有重要的现实意义。

冰川物质平衡是冰川作用区能量-物质-水分交换的纽带，是引起冰川规模和径流变化的物质基础。本项目核心任务是在季风影响的三条海洋性冰川开展表面能量-物质平衡过程的观测与对比研究，分析影响海洋性冰川物质平衡变化的关键因素，在此基础之上建立分布式能量-物质平衡模型，从区域尺度研究藏东南海洋性冰川的物质平衡空间分布格局，从物理机制上阐明导致区域差异的内在机理。.通过四年的努力，项目获得了不同冰川表面的大气、冰川观测资料。在此基础之上，研究发现冰川表面反照率变化及长波辐射的变化控制着冰川的消融过程，而表面性质（表碛覆盖与否）会极大地影响冰川表面的消融能量的组成和量级；完成了分布式能量-物质平衡模型的构建工作，已经对典型海洋性冰川表面的能量各分量进行了空间模拟分析；以实测冰川区域气象、测杆及雪坑观测数据为基础，利用冰川能量-物质平衡模型及再分析资料探讨了近期海洋性冰川显著亏损与大气环流变化之间的关系，发现季风影响区和西风影响的天山区冰川在冰量变化趋势上呈现“跷跷板”关系，从大气环流变化角度解释了这种区域差异；模拟了藏东南海洋性冰川平衡线的空间格局，敏感性分析表明雅鲁藏布江大拐弯以南小幅度的气温变化或降水变率均可以导致平衡线高度发生明显的变化。这些研究成果从冰川表面能量物质平衡和环流变化的角度揭示出了近期藏东南海洋性冰川加速亏损的原因，为解释第三极地区冰川变化空间差异提供了新的研究思路。.研究成果主要发表在冰川学（Journal of Glaciology）及气候动力学（Climatic Dynamics）等国际著名学术杂志之上。本项目重点监测的帕隆94号冰川成为继天山乌鲁木齐河源1号冰川外，国际冰川监测网络（WGMS）中国境内的另一条代表性观测冰川，扩大了我国冰川学研究在国际上的影响力。项目负责人杨威2017年获得英国皇家学会牛顿高级学者基金。