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一、关于冰川和冰川学的基本知识一、关于冰川和冰川学的基本知识 1.什么是冰川什么是冰川 冰川是一种由多年降雪不断积累变质形成的，具有一定形状和运动着的，较长时期存在于地球寒冷地区的天然冰体它不同于一般天然或人工冻结的冰河水结冰，不属于冰川的范畴但河冰与积雪，同属于广义的冰川学研究领域 冰川有 4 个特点：（1）冰川的发育与存在有长期性冰川是一种在若干年内较长时期存在的冰雪体它的形成和积累，需要数十年，数百年，甚至更长的时间它不会因气候的波动而消亡 （2）冰川有运动性这一点是冰川区别于其他任何自然冰体的最显著的特点冰川的运动，是由于冰川冰的粘塑性决定的任何不能运动的，或被搬动的冰的堆积体，都不属于冰川范畴 （3）冰川是大气降落的积雪，经过一系列的物理过程演变而成的冰川冰是一种特殊的变质冰冰川的这个特点，使许多普通积雪和冰体不能列入冰川之列例如多年冻土地区的地下冰也可以长期存在，但因为它不是积雪变成的，就不能称为冰川冰地球南北两极的海面上，飘浮着许多冰块，其中一部分是海水冻结形成的，它们在结构和成分上与冰川冰有很大的不同，也不能称作冰川的一部分一部分冰山是由流入海中的冰川分裂飘浮在海面所成。

4）冰川是在大陆上形成，具有一定形态和一定规模的冰体它的形态因地域不同而异，有呈带状的，如山谷冰川，有呈片状或不规则的圆形的，如冰帽或平顶冰川冰川的冰体必须有一定的厚度和相当的规模冰川规模的悬殊性很大，国际上通常把面积至少超过 0.1 平方公里的冰川才列入统计对象 冰川是自然界中具有很强的生命力的物体它在一定的条件下形成，在一定的自然环境中发展、运动、变化同时，它也给自然环境以深刻的影响 2.冰川是怎样形成的冰川是怎样形成的 冰川的形成和发育，与气候因素有密切关系冰川是在一系列外部条件和内部因素的作用下，经过长时间的过程才形成的外部条件有三：较低的气温、丰富的固体降水、一定的地形与地势；内部因素有二：雪的变质（粒雪化） 、成冰过程 较低的气温较低的气温 气温低能使冰雪的消融量减少或停止，又能使固体降水量在总降水量中所占的比例增大雪线是大气固体降水量的年收入和年支出相平衡的界线雪线附近的年平均气温越低，则为冰川发育提供的冷储备就越充足因此，雪线附近气温低，是冰川形成和发育最重要的条件 丰富的固体降水丰富的固体降水 形成冰川的物质基础，是一定数量的固体降水，其中包括雪、雾、雹等。

没有足够的固体降水作“原料” ，就等于“无米之炊” ，根本谈不上形成冰川，即使有极低的气温，也无济于事高山区的降水量，一般随海拔的升高而增加，而且在总降水量中固体降水量的比例也相应增大这样，在海拔较高的雪线以上的粒雪线中，丰富的固体降水量就为冰川的形成和发育提供必要的物质条件固体降水量的丰富程度，对形成冰川规模的大小，具有相应的决定性作用 一定的地形与地势一定的地形与地势 地形条件，是冰川形成和发育的条件之一，但不是决定性的条件例如南北极区陆地不高，接近海平面，但由于长年低温和固体降水量的积累，也可以形成冰川不过，在大多数地方，特别是对于山岳冰川来说，地形与地势，仍是影响冰川的形成、发育、形态、规模和性质的重要条件如果山地的海拔较低，低于雪线，就不能形成冰川如果山地的海拔高出雪线以上，但山势过会陡峻，冰雪无法停积，也不能产生冰川必须地形和地势两个条件都具备，即山地海拔高出雪线以上，山上又有足够使冰雪停积的场地，才能形成冰川冰川的形态如何，则取决于雪线以上的山地形状和山势如果雪线以上的山地为一平缓的山顶面，则可能形成平顶冰川或冰帽，如果山脊高出雪线 300 至 500 米，则可能形成冰斗冰川或悬冰川，如果山脊高出雪线千米以上，则可能形成大型山谷冰川。

此外，山地或谷地的走向一坡向，也会影响冰川的形成和它们的形态 雪的变质（粒雪化）雪的变质（粒雪化） 新降的呈六角形的雪花，是一种极不稳定的固体降水形态雪花一旦降落地面，随着时间和外界条件的变化，雪花的晶体的形态和大小也逐渐改变经过等温变质作用、温度梯度变质作用、消融冻结变质作用，雪晶变成了完全丧失晶体特征的圆球状雪粒这就是形成冰川的基本“原料” ，称为粒雪这个过程称为粒雪化粒雪化的过程需要相当长的时间才能完成它是冰川形成的前奏，此后就进入冰川的成冰过程 成冰过程成冰过程 从粒雪变成冰川冰的过程，就是成冰过程积雪变成粒雪后，随着时间的进程，粒雪的硬度和它们之间的紧密度也不断增加，大大小小的粒雪互相挤压，紧密地镶嵌在一起，其间的孔隙逐渐减小，以致消失，雪层的亮度和透光度逐渐减弱，于是冰川冰就形成了一些空气被封闭在冰层中，形成许多微小的气泡因此，最初形成的冰川冰呈乳白色再经过漫长的岁月， “新”冰川冰变得更致密坚硬，气泡逐渐减少，就慢慢变成了晶莹透彻，像水晶一样的“老”冰川冰 粒雪的成冰过程，有两种大同小异的方式，一种是没有冰雪融水参与的冷型变质成冰过程；另一种是有冰雪融水参与的暖型（或称湿型）变质成冰过程。

成冰过程的时间长短不一这与温度条件和粒雪层的厚薄有关一般需要 20 年至 30 年山岳冰川一般从源头粒雪往下降至冰舌末端，高差往往达几百米至几千米因此，冰川各地区的成冰过程各不相同，在冰川上相应的地形成明显的垂直分带性 3.冰川的基本特征冰川的基本特征 （1）冰川的积累、消融、物质平衡 冰川的积累、消融、物质平衡，对冰川的形成、运动、温度、进退，以及冰川的水文和雪线位置等，影响重大可以说，冰川的积累、消融、物质平衡是冰川的生命什么是冰川的积累？各种相态的降水在冰川上的堆积，即冰川上的冰雪等物质的收入部分，称为冰川的积累大气的固体降水是冰川积累的主要来源此外，由于高山上的雪崩、冰崩、风吹雪等现象而降落到冰川上的冰雪，也属于冰川积累的重要来源 冰川的消融，是指冰川上的雪、粒雪、冰川冰等，由于温度上升而融化、蒸发所造成的冰川物质的支出过程例如冰川融水流出冰川体外等 冰川消融，可分为冰下消融、冰间消融和冰面消融三种其中以冰面消融为主要形式冰川的冰面消融，往往可以形成许多特殊的消融形态例如，由于阳光照射的角度和时间不同而产生的差别消融，往往在一些大冰川上形成大范围的冰塔、冰丘、冰林、冰峰窝等景象，其中以冰塔林最奇特，是冰川的一大景观。

我在野外考察时，曾在喜马拉雅山区多次见过美丽奇异的冰塔林在宽广的冰川冰面上，千姿百态的冰塔，一座接着一座，有的高达几十米，它们仿佛是用汉白玉和水晶雕塑出来的，有的洁净如洗，透明碧纯，光泽闪耀，彩影变幻；有的如乳似胶，奇丽神秘冰塔之间还错落着明镜般的冰湖，贯穿着曲折的冰河和幽深的冰洞走进冰塔林真像走进了水晶宫一样叹为观止 不同类型冰川的消融期，各不相同大陆型冰川的消融期较短，每年只有暖季的3 至 5 个月，海洋型冰川的消融期长，每年可达 10 个月 冰川的物质平衡，是指冰川上各种相态降水的收入和各种消融的支出之间的数量关系如果在一个较长的时间内，支出大于收入， “入不敷出”就要导致冰川退缩，冰川的冰层变薄反之，则冰川前进，冰层变厚 （2）冰川的运动 作为区别于其他冰体主要特征之一的冰川的运动，把冰川积累区的冰雪，输送到消融区，而消融区的消耗，又通过冰川运动获得补给，使冰川保持生命力 冰川为什么能运动呢？这是因为冰川冰是水的固体形态，但不是刚体，也不是完全的塑性体，而是一种粘塑性体由于重力作用，冰川冰发生粘塑性变形，或称蠕变，于是冰川就慢慢地向下流动这是冰川产生运动的原因之一还有一种方式是冰川的冰体在重力作用下产生的滑动。

这种滑动又包括冰层滑动和基层滑动两种冰层滑动产生于冰川各冰层之间，基层滑动则产生于冰川底冰和山体岩床之间岩床缓慢地向下运动，如果冰川的底冰与岩床冻结在一起，则冰川冰面的运动速度超过底冰，将使冰川产生差别运动 影响冰川运动的重要因素有三：山体岩床的坡度、冰川的温度、冰川的厚度具有一定厚度的冰川在重力作用下，山体岩床的坡度越大，冰川的运动速度也就相应增加如果岩床的坡度相同，则大冰川的运动速度比小冰川快得多在一般情况下，如果冰川的厚度从中间某处向末端逐渐变薄，则冰川的运动速度也从源头向末端逐渐变慢，如果冰流速度迅速衰退，则在末端甚至可以形成不流动的冰，称为“死冰” 至于冰川温度的高低影响冰川运动的快慢，这个道理是不言自明的 冰川在整个运动过程中，它的各个地段的运动速度也是不一样的在冰川的纵剖面上，冰川运动速度最快的部分在雪线附近；在冰川的横剖面上，冰川运动最快的地方在冰川的中心线附近，从中心线向左右两侧速度相对地逐渐变慢（图 2） ；在冰川的垂直剖面上，冰川运动最快的地方在冰川上层，随着冰川深度的增加，它的流速也逐渐变慢 冰川的运动速度，还随着每年的暖季与冷季，每天的白昼与黑夜而改变冰川运动速度的年际变化，则主要与冰川的积累、消融的数量和速率、气候波动等因素有关。

大陆型冰川的运动速度，明显地低于海洋型冰川 冰盖的运动情况和山岳冰川不同冰盖的运动速度，一般比山岳冰川为慢冰盖的运动，是由冰雪自身的重量所造成的差异运动，以及由地热和摩擦热而产生的冰体沿底床的滑动来实现的，其中以沿底床滑动的原因为主冰盖运动的速度变化，一般是从它们的中心部位向边缘递增 （（3）冰川的温度）冰川的温度 冰川温度，是冰川物理性质的基本标志之一它反映冰川形成和发育的水热条件和冰川的运动条件，是现代冰川学研究的一个重要课题冰川的温度状况，影响着冰川冰的变形在冰川运动中，它的侵蚀作用与冰川的温度有直接关系在一些大型山岳冰川或冰盖中，冰温的变化，在某一深度上可以反映过去冰川表面温度变化的若干状况因此，冰川的温度状况，对认识冰川的成冰过程、活动性质和冰川径流形成过程、活动性质和冰川径流形成过程等，都是不可缺少的内容 冰川从冰面至 15 至 20 米深处的温度，受季节气温影响，称为活动层或年温变化层从这个深度再往下，对冰川温度的影响，便来自多年气候变化、冰川运动和地热等因素，不发生年度变化，因而称为恒温层（图 3） 冰川活动层的温度变化情况，是冰川学家十分注意的问题 （（4）冰川的侵蚀和堆积作用）冰川的侵蚀和堆积作用 冰川运动时，富含岩块、岩屑的冰川底冰，与山体岩床上的岩块作相对运动，互相摩擦，产生摩削和侵蚀。

这种摩削和侵蚀作用一方面改变岩块和岩屑的形态，另一方面也改造了山体岩床的形态冰川的侵蚀作用，和一般河中流水对石块的侵蚀作用不同流水长年累月的侵蚀，是将石块磨圆，形成卵石，而冰川冰长期对岩块的侵蚀，是将它们磨削平，形成平面岩块因此，如果在堆积地层中发现被磨削平的岩块，便可以肯定那里曾经存在过冰川冰川侵蚀岩床后改造成的典型形态，是冰斗和槽谷地形，即冰川运动把岩床刨蚀成斗状和山谷状冰斗可以单个存在，也可以成群发育刃脊和角峰等地形，也是由于冰川在运动中的侵蚀作用所产生的常见的形态 冰川在运动中，将其中的岩块、岩屑搬运到冰川的末端，停积起来，形成各种类型的冰碛物和地形这就是冰川的堆积作用冰碛是冰川停止搬运时沉积下来的物质冰碛的各类很多，有按冰碛的成因分类的，如流碛、融出碛、升华碛、滞碛等，其中滞碛是冰川形成的主要冰碛有按冰川系统的沉积相分带的，如前碛相、下碛相、表碛相等许多冰川学者根据野外工作的需要，按照冰碛构成的地貌形态对冰碛进行分类，如终碛垅、侧碛垅、中碛垅、槽碛垅、冰碛丘陵等 4.冰川的分类冰川的分类 地球上的冰川数量多，种类也不少冰川的分类法很多，有按形态分类的，有按地理分类的，有按物理性质分类的，等等。

从冰川学的角度进行分类的物理分类法，是目前较为科学的一种分类法现将常用的形态分类法和物理分类法分别加以介绍 （1）冰川形态分类 按照冰川的形态和规模，地球上的冰川基本上可分为两类：大陆冰盖和山岳冰川大陆冰盖 大陆冰盖也称极地冰盖，简称冰盖，是一种不受地形约束的冰川。