冰川(固态水)
分布在两极或高山地区、由积雪演化成的、能自行运动的天然冰体,谓之冰川。冰川是陆地水的重要组成部分,属于地球“三态”(液、固、气) 水中的“固态水”。
全世界冰川的绝大部分,分布在南极大陆、格陵兰岛和北极诸岛,其余分布在中、低纬的高山地区,总面积达 16227500 平方公里(表 2—4),占世界陆地面积的 11%。储水量估算为 24064100 立方公里,占世界淡水资源总量的 68. 7%,为全球淡水资源的主体。如果全球冰川都能融化,海平面
将升高 70 米左右。
表 2 — 4 世界冰川分布
地区 |
冰川面积(公里 2 ) |
储水量(公里 3 ) |
---|---|---|
南极大陆 |
13980000 |
21600000 |
格陵兰 |
1802400 |
2340000 |
北极岛屿 |
226090 |
83500 |
亚洲 |
109085 |
15630 |
欧洲 |
21415 |
4090 |
北美洲 |
67522 |
14062 |
南美洲 |
25000 |
6750 |
非洲 |
22.5 |
3 |
大洋洲 |
1014.5 |
107 |
总计 |
16227500 |
24064100 |
中国境内的冰川,主要集中在我国的西部高山地区。其冰川数量和分布, 见表 2-5。
表 2-5 中国冰川的数量和分布
山区 |
冰川条数 |
冰川面积(公里 2 ) |
冰储量(公里 3 ) |
雪线高度(米) |
---|---|---|---|---|
祁连山 |
2859 |
1972.50 |
95.44 |
4400 ~ 5400 |
阿尔泰山 |
416 |
293.20 |
16.49 |
2800 ~ 3350 |
天山 |
8908 |
9195.98 |
1010.67 |
3600 ~ 4300 |
帕米尔 |
2112 |
2992.85 |
248.73 |
4200 ~ 5900 |
昆仑山 |
7774 |
12482.20 |
1302.08 |
4500 ~ 6000 |
喀喇昆仑山 |
1848 |
4647.17 |
604.49 |
5000 ~ 5600 |
羌塘高原 |
1821 |
3108.81 |
263.01 |
5100 ~ 6200 |
唐古拉山 |
— |
2082.00 |
△ 62.00 |
5200 ~ 5800 |
冈底斯山 |
3099 |
1667.75 |
50.32 |
5800 ~ 6000 |
念青唐古拉山 |
2966 |
7536.00 |
△ 377.00 |
4600 ~ 5600 |
横断山 |
1680 |
1617.62 |
109.99 |
4600 ~ 5500 |
喜马拉雅山 |
— |
11055.00 |
△ 995.00 |
4300 ~ 6200 |
合计 |
— |
58651.08 5132.22 |
注:据中国科学院兰州冰川冻土研究所 1987 年冰川编目资料。△为资料不全。
冰川的形成,不同于冬季河湖冻结的那种水冻冰。冰川是由多年积累起来的大气固体降水(降雪)在重力的作用下,经过一系列变质成冰过程形成的,主要经历粒雪化和冰川冰两个阶段来完成。粒雪化过程使一般的积雪雪花先变为形态为圆形的晶体雪粒,在自重力的作用下,粒雪进一步密实或内融水渗浸再冻结,晶粒改变其大小和形态,并出现定向增长。当其密度达到
0.84 克/立方厘米时,晶体将失去透气性和透水性,便成为冰川冰。
粒雪转化成冰川冰的时间从数年可至数千年。冰川冰已是大而形态不规则的多晶体集合体。冰川的最大密度为 0.917 克/立方厘米,比水的密度小, 这一特点使它总是处于地球的表面,在水体中总是浮在水面。
按冰川的形态和规模,全球冰川可分为大陆冰盖(也称大陆冰川或冰被) 和山岳冰川(又称山地冰川)两大类。大陆冰盖面积大而冰层巨厚,分布尚不受下伏地形的限制,呈盾形,中部最高,冰体向四周辐射地挤压流动。现在大陆冰盖只有南极冰盖和格陵兰冰盖,它们占世界冰川总体积的 99%。南极冰盖始于渐新世末(距今 2600 万年)。至少在距今 500 万年前就已达到目
前的规模。冰盖直径约 4500 公里,面积( 13980000 平方公里),约占南极大陆面积的 98%。平均厚度为 2000~ 2500 米,最大厚度达 4267 米。冰盖的总体积约 24500000 立方公里,占世界冰川总体积的 90%,占世界总淡水量的 70%。南极冰盖是地球上最大的冰库和冷源,其形成与发展对全球气候变化、海平面升降和人类生活有重大影响。如果南极冰盖全部融化,世界海平面将升高 60 米左右。格陵兰冰盖形成于第四纪。全岛面积为 2175600 平方
公里(为世界第一大岛),而其中有 1802400 平方公里的地面即为厚厚的冰
层所覆盖,平均冰原为 1515 米,最大厚度达 3408 米。冰量占世界总冰量约
9%。如果格陵兰冰盖全部融化,亦会使世界海平面上升 7 米。
山岳冰川又称高山冰川或山地冰川,它是发育在不同纬度山区的各种冰川的统称。山岳冰川的共同特征是冰川所处的地形控制着冰川的流动方向。冰川流速一般要比大陆冰盖为大,但冰川规模和厚度都远不及大陆冰盖。山
岳冰川按其规模和所处的地形部位的不同,类型上又有所谓山谷冰川、冰斗冰川、悬冰川、平顶冰川(山地冰帽)、贯通冰川和冰原之分。山岳冰川主要分布在亚欧大陆和南北美大陆的高山区。中国是世界上山岳冰川最发育的国家之一,总面积约为 56500 平方公里。约占全球山岳冰川总面积的 1/4。冰川的变化对地理环境和人类生活都会产生重要影响。冰川本身就是自
然地理要素之一,其形态往往形成美丽多姿的冰川景观。地球上冰川扩大时, 将大大增强地球的反射面,从而会促使地球进一步变冷;冰川的消融退缩, 又会促使世界海平面上升。冰川融水会使河流水源得到补给,或者成为河流的源头。蓄积的冰川融水,还可用来灌溉、发电。如我国新疆的绿洲农业, 就多以冰川雪水为灌溉水源的;瑞士能源有一半以上,是靠冰川融水来发电的。冰川属于淡水,是人类最宝贵的一项淡水资源。
冰川也可以导致灾祸。冰川的推进,将毁灭它所覆盖地区的植被、土壤, 并迫使动物无奈迁移。冰雪崩、冰川泥石流、冰湖溃坝洪水的出现,往往使地面交通受阻,甚至造成人类生产、生活以至生命财产的重大损失。因此, 研究冰川,正确预报冰川,对人类是至关重要的迫切任务。