什麼是冰川温度
冰川內温度的不同分佈是由熱傳導、冰運動和冰川內水流輸送熱量而引起。這些過程對不同地區冰川温度的影響不同,對同一條冰川的不同部位也不一樣。熱源來自冰川的表面(太陽輻射與大氣)、內部(冰川運動與摩擦)和底部(地熱)。冰川温度的重要意義在於它是反映冰川特性的重要指標,它與冰川各種過程有密切關係。固態降水中氧、氫的輕、重原子比率(18O/16O,D/H)取決於温度,根據冰巖心內上述比率隨深度變化的資料,可得知降雪時當時地表氣温的變化情況;冰的變形速率取決於温度,冰在高温下易出現塑性變形;冰川只有在底部冰處於融點時才可能在冰牀上滑動;底部冰温能控制冰川侵蝕作用,若冰川與冰牀凍結則冰牀免受侵蝕而得到保護;地震波在冰內的傳播速度隨着冰温降低而增加。
活動層温度
自冰面到約15米深的冰川上部冰層稱冰川活動層。這一層的冰温受氣温季節變化的影響。活動層表層熱交換方式有輻射、對流、傳導和相變等。活動層內部除傳導外,融水的下滲和再凍結也很重要。如果冰川內部水系不發育,融水的作用主要決定於下滲速度和滲透量。在消融區,夏季融水大部分以徑流的方式損失,融水下滲速度非常緩慢,對活動層內部温度的影響也較小。太陽輻射在冰內穿透的深度很小。除傳導外其他熱交換過程都發生在表面。消融區活動層温度年內的變化可近似地用熱傳導方程來描述。在中國,根據熱傳導理論分析,為祁連山羊龍河 5號冰川得出了半經驗公式,以計算不同深度的冰川温度。
在積累區,夏季融水基本上滲入粒雪層內,融水對內部雪(冰)温度的影響有兩個方面,一是它直接把熱量帶到內部,二是下滲水再凍結時釋放相變潛熱。相變潛熱對上部雪層的增温非常重要,使冬季冷波消失速度大大增高。只有在最高氣温低於0℃的地區,10米或15米深處的冰雪温度才等於當地的年平均氣温。
温冰川的温度分佈
除活動層外,整個冰川的温度均處於融點。 温冰川冰是由冰、 液態水、空氣和雜質(鹽類和二氧化碳)組成。冰內雜質、氣泡和液態水含量等對冰温有明顯的影響。中國西藏東南部的古鄉 3號冰川和阿扎冰川等海洋性冰川上測得的冰温等於融點或接近融點。在極地,有些冰川由於融水滲浸再凍結,積累區為温性冰,而消融區卻為冷性冰。
冷冰川的温度分佈
有三種情況即:所有冰的温度均低於融點;冷性冰位於有限厚度的温性冰之下;僅在冰牀處冰温達到融點。在大陸冰蓋,冰蓋表面温度由氣候決定,隨時間而變化。在冰蓋底部有不變的地熱通量,若冰在其冰牀上滑動則還有摩擦熱。冰蓋內由於運動速度差異產生熱,由於熱傳導和冰運動,熱量從一點向另一點傳輸。南極伯德站測得底部温度處於融點。南極冰蓋下存在着巨大的冰下湖泊。中國除西藏東南部和橫斷山脈的若干冰川外,其餘山區的冰川温度均屬冷冰川的。祁連山西段的冰川温度最低,如老虎溝12號冰川海拔4650米處冰面以下7米處冰温為-12.8℃。1982年天山烏魯木齊河源Ⅰ號冰川西支冰舌上部層的冰温狀況見圖。
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