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1 号冰川动态差分GPS 和雷达测厚综合观测野外小组,使用了包括Trimble

7 8月 , 2019  

8月15日至30日,天山乌鲁木齐河源1号冰川(简称“乌源1号冰川”)综合野外观测工作圆满结束。本次观测工作由天山冰川站组织实施。来自日本千叶大学、德国洪堡大学、中南大学、兰州大学和西北师范大学等相关研究团队的近40名科研人员参加。新华社、南华早报和新疆地方媒体记者随行报道此次活动。

中国冰川学的先行者——记寒旱所天山冰川站

乌源1号冰川是天山冰川站重点监测冰川,是我国监测时间最长、资料最为系统的冰川。同时,该冰川作为世界冰川监测服务处网络中全球10条重点监测冰川之一,作为中国、中亚冰川的代表,也是世界上观测时间超过50年的少数几条冰川之一。天山冰川站每年在消融前期和消融后期对乌源1号冰川各开展一次综合观测,包括物质平衡、冰川厚度、冰川面积、表面运动速度、末端变化、气象、水文、大气气溶胶、雪冰化学、冰川表面反照率等项目。

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天山冰川站站长李忠勤介绍,此次观测由中、日、德三国科学家共同参与,使用了包括Trimble
R10、Riegl VZ-6000三维激光扫描仪、ASD
FieldSpec4、大疆经纬M200无人机等在内的目前国际上先进的冰川观测设备,并且有新闻媒体跟踪报道。因此,本次野外观测具有国际化、现代化和多元化特点。

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天山冰川站成立于1959年,是我国时间最长的以冰川为主要观测研究对象的野外台站。1981年该站进入世界冰川监测网络,1988年成为中科院首批对外开放台站,1999年成为首批国家重点野外试点站,2006年成为国家重点站,2013进入全球冰冻圈监测网络。目前,天山冰川站冰川监测范围不仅涵盖中国境内天山1700km,还向北扩展至阿尔泰山600km,向东延伸至祁连山1100km。同时承担北极黄河站的冰川观测工作,在国内和国际冰川监测中占有重要地位。

哈密评定冰川物质平衡工作

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冰川物质平衡测量

1 号冰川动态差分GPS 和雷达测厚综合观测野外小组

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冰川表面运动速度测量

天山冰川站基本站气象观测系统升级改造

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■本报记者 王晨绯

冰面反照率测量

“世界上有20万条冰川,但是仅有70~80
条冰川进行了物质平衡的监测研究,这远远不够。冰川能够指示气候、水文等要素的变化信息,对冰川的监测非常重要。目前,世界各地都已开展了冰川监测工作,包括格陵兰冰盖、阿尔卑斯山脉、喜马拉雅山脉等地区,其中对乌鲁木齐河源1
号冰川的监测尤为关键,因为它在整个中亚地区具有很好的代表性。感谢天山冰川站50
年来向世界提供的宝贵冰川监测信息。”国际冰川学会前任主席Atsumu
Ohmura在中科院寒旱所天山冰川站50周年纪念会上饱含感情地说出这番话。

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五十多年前,为考察西北地区水文状况,中科院成立了“中国科学院冰雪利用研究队”,开启了中科院探索冰川的征程。这支队伍由已故“冰川之父”施雅风先生领导,深入冰雪一线开展了大量的野外考察。后来,参照国际冰川研究的经验,中科院决定成立高山冰川定位观测研究站,以使野外调查工作转入到定量研究的阶段。科学家们选址于天山之麓,并确定天山乌鲁木齐河源1
号冰川为参照冰川,在此开展长期、系统的研究。

冰面架设自动气象站

“1
号冰川已经成为我国观测时间最长、研究最为深入的参照冰川,也是世界上少有的几条观测历史超过50
年的冰川之一。”冰川站站长李忠勤告诉《中国科学报》记者。

作为中国冰川学研究从野外考察走向定位观测试验的里程碑,中科院天山冰川观测试验站是我国冰川观测研究历史最长的高海拔野外站,也是首批进入中科院开放站和国家重点野外站序列的野外台站。

“冰川站50多年的历程,是中国冰川学创建和发展的缩影,推动了中国冰川研究从野外考察走向定位观测。”中科院院士秦大河如是表示。

半个世纪以来,天山冰川站围绕1
号冰川及其作用区,在冰川物理学、冰川对气候变化的响应、雪冰过程与气候环境记录、冰川水文与气象、第四纪冰川与冰缘地貌、冰缘植被与寒区生态等研究领域开展了大量工作。

其中在雪冰过程与气候环境记录方面,科研人员历时8
年,首次观测到大气—粒雪—冰川冰演化的物理、化学完整过程。

在第四纪冰川和冰川地貌学方面,建立了乌鲁木齐河流域较为完整的冰川演化序列,为认识冰川与冰冻圈的规律奠定了基础。而这些研究成果丰富和完善了具有中低纬度高山冰川特色的中国冰川学理论,也是对全球冰川学的重要补充。

围绕1
号冰川的研究,不仅对于具有中低纬度高山冰川特色的中国冰川学理论的形成与发展起到了关键作用,而且是对主要基于高纬度海洋型冰川的国际冰川学的重要补充与发展。

作为冰川学试验基地,天山冰川站为我国自主设计的冰孔温度感测计、测冰雷达、冰芯钻和蒸汽钻等冰川学关键设备的研发,以及遥感、差分GPS
和地理信息系统等新技术在冰川学中的应用,提供了试验场所和后勤保障。

“天山冰川站为区域经济社会可持续发展提供了坚实的科技支撑。”时任新疆维吾尔自治区副主席靳诺曾这样评价说。

新疆地处我国西北内陆和亚洲中部干旱区,水资源是制约社会经济发展的瓶颈和维系生态环境的命脉。冰川是新疆重要的水资源,20
世纪80
年代以来冰川的加速退缩引发的水资源时空分布和水循环过程的变化,无疑会给新疆建设布局和发展模式带来深刻的影响。通过地面观测考察和遥感技术,天山冰川站分别查明了塔里木河流域、天山北麓、东疆盆地以及伊犁河与额尔齐斯河流域的冰川变化,预估了冰川变化对未来水文、水资源的影响,为新疆水资源利用管理决策提供了重要的科学依据。

“冰川学研究从柴窝铺外围河流到跨流域调水,尤其是人口和经济的承载力这样的规划中起到了绝对重要的作用。秦大河院士主持的‘973’
项目阶段性成果,我们以咨询报告的方式汇报给党委,得到了王乐泉书记和党政领导的高度重视。”新疆维吾尔自治区科技厅厅长张小雷说,“1号冰川与乌鲁木齐300
多万人民、2000 多万新疆人民心连心根连根永不分。1
号冰川守望着乌鲁木齐、新疆和世界的未来。1
号冰川在退缩,在变小,已经是不争的事实。它会消亡吗?它还会有机会长大吗?亚欧大陆中部的气候变化到底是个什么样的趋势?我们如何应对?这些问题不仅是科学问题,而且是经济问题、政治问题、我们要向大自然学习,向天山站学习。”

在这里,看到中国冰川的未来

“秦大河院士在冰川站作的硕士论文,而我在冰川站作的博士论文。每次来到天山冰川站,我都会感觉很亲切,都能学到很多东西。”中科院院士姚檀栋告诉记者。

以天山冰川站为内容完成的硕士、博士论文有90
多篇。在天山冰川站学习、工作的国内外科技工作者就达数百人,我国冰川研究的骨干人员,大都在天山冰川站留下奋斗的足迹。

“如今,天山冰川站又培养、会聚了一支以年轻人为主的科研团队,坚持开放、联合的办站方针,保持和高校、院内研究所和海洋局极地办等20
余家单位的合作关系,每年接受40
人次以上的客座研究和短期访问。”站长李忠勤就是代表之一,老一辈冰川学家艰苦创业,顽强拼搏的精神财富,得以代代相传,冰川人才队伍不断发展壮大。

英国曼切斯特大学荣誉高级研究员Roger
Braithwaite也向记者介绍说:“我与天山冰川站的合作始于2005
年,之后来过天山站及1
号冰川若干次,每一次都是非常愉快的经历。天山站有一批非常有活力并且聪明刻苦的年轻研究人员,他们让我看到了中国冰川学发展的未来。”

天山冰川站的发展,也推动了与国际冰川学界的交流。天山冰川站和1
号冰川在国际冰川学界享有较高的知名度。许多外国专家学者,都是从这里开始了解我国的冰川研究。1
号冰川已经成为世界冰川监测网络在中亚内陆干旱区的参照冰川,也是世界上重点监测的十大现代冰川之一。观测研究资料定期刊登在国际刊物上,并为联合国环境规划署和地球观测组织的数据库所收录。天山站和世界冰川监测服务处、国际冰川学会和国际冰冻圈相关机构开展的广泛合作,共同推动了冰川事业的发展。

“过去6年中,我几乎每年都会来冰川站,与在站的科研人员就冰川物质平衡、冰川形态变化模拟等问题进行探讨与合作。过程中我获益良多,比如冰川动力学模型就是天山站教我的。”英国谢菲尔德大学Felix
Ng说。

《中国科学报》 (2014-12-15 第8版 平台)

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