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科研进展

寒旱所祁连山老虎沟冰川辐射各分量年变化特征研究取得进展

发表日期:2012-04-23来源:寒区旱区环境与工程研究所放大 缩小
作为气候系统的五大圈层之一,冰冻圈是影响全球和区域变化的重要因子。其中作为冰冻圈主要组成部分之一的冰川,不仅是气候变化的指示器,而且在气候变化研究中扮演着重要的角色。太阳辐射是地球大气中各种现象和所有物理过程的基本源动力。太阳辐射的变化会影响气候的变化,从而影响冰川的积累和消融,尤其在融化季节,太阳辐射能是控制雪冰消融的主要因素;冰川的积累和消融又会影响冰川表面反照率的变化,进而影响冰川表面的辐射收支状况,导致气候变化。所以研究冰川表面的辐射收支状况对于揭示现代冰川发育的水热条件以及冰川与气候的相互关系具有重要意义。作为高反照率的冰川,有别于其他下垫面,为评价冰雪在气候系统中的地位起着重要作用。辐射各分量的观测研究还可以为冰川动力模型和冰川能量—物质平衡模型提供重要参数。高原超太阳常数现象以及总辐射全球极值特征还可以为研究高原地区地表显著热力强迫及其强大的热对流动力源提供科学依据。
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、祁连山冰川与生态环境综合观测研究站等科研人员利用祁连山老虎沟12号冰川海拔5040m自动气象站资料,分析了2008年10月20日至2009年10月19日的辐射各分量年变化和平均日变化特征。研究结果表明:整年气温月平均值都高于冰川表面温度,大气是冰川的感热热源。受高海拔、云和地形的共同作用,老虎沟地区的太阳总辐射年总量达6937.9MJ/m2;有21天瞬时总辐射超过太阳常数,最大值为1675W/m2;总辐射和反射辐射的平均日变化呈单峰型,春夏季节辐射强度相差不大,冬季最小;大气和地面长波辐射的平均日变化呈单峰单谷型,夏季辐射强度最强,冬季最弱,春秋相差不大;秋冬季反照率大于春夏季,年平均值为0.74;净辐射日变化出现明显的季节差异,在4-8月为正值,其他月份为负,冰川表面辐射能量全年收入小于支出。
老虎沟12号冰川是祁连山最大的山谷冰川,同时还是中国冰川监测研究最早的野外观测站所在地。该研究为丰富本区域的辐射资料和进一步研究本区域的气候变化以及冰川对气候变化的响应奠定基础。
本研究项目受到国家自然科学基金面上项目“祁连山老虎沟12号冰川地表特征参数与蒸发/升华量观测研究”(编号:41071046)、科技部科技基础性专项项目“中国冰川资源及其变化调查”(编号:2006FY110200)、冰冻圈科学国家重点实验室资助课题“老虎沟12号冰川能量—物质平衡观测试验研究”(编号:SKLCS-zz-2009-04)共同资助;研究成果发表于《地球科学进展》。
 老虎沟12号冰川总辐射(a)、反射辐射(b)、大气长波辐射(c)和地面长波辐射(d)的平均日变化
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