0 引言

运动是冰川区别于其他自然冰体的主要标志［1］，运动使冰川具有生命力［2］.冰川在重力作用下，沿底床向下运动，或冰川底部在底床上发生滑动，是冰川运动的主要表现形式［3］.冰川运动是多种自然因素及冰川本身的时空特性综合产生的［4］.井哲帆等［5］利用通径分析方法发现，冰川形态、物质平衡、气候条件等对冰川运动速度均有影响，强弱不一，但冰川面积与厚度对运动速度影响最为显著.对于冰川运动的系统观测始于1830年阿迦西对阿尔卑斯山一条冰川各部分流速的测量，并总结出冰川中部流速最快，向两侧及向源头和末端减缓的规律［6］.中国冰川运动速度的观测始于20世纪50年代，对祁连山、天山、昆仑山、喜马拉雅山、念青唐古拉山、阿尔泰山、横断山等地区的部分典型冰川进行了冰川运动的观测与研究，并且选择了几条代表性冰川展开定点观测，取得了一定的研究成果，得出大陆性冰川流速显著低于海洋性冰川，地理位置相同并且类型相同的冰川，大冰川的运动速度大等一般性结论［1，7-13］.冰川运动速度研究是冰川学研究中的一项重要内容［14-16］，同时也是冰川动力学模式中的一项重要指标［17］.随着全球变暖进程加剧，过去100a来全球温度升高0.74℃，并且仍有升高趋势［18］，作为重要淡水资源的冰川，退缩严重.有研究［19］表明，祁连山东部冷龙岭地区已有27条冰川消失，其中石羊河源头地区就有11条冰川消失.原中国科学院兰州冰川冻土研究所曾对水管河4号冰川进行过几次野外考察，获取了珍贵的冰川运动与变化资料［20-21］.然而针对石羊河匮乏，为了积累冰川运动实测资料，开展祁连山区冰川运动速度的深入研究工作，祁连山冰川与生态上游冰川展开的研究依然较少，冰川运动资料更显环境观测研究站组织野外考察队，对宁缠河3号冰川开展考察工作，获取了2009-2010年冰川表面运动速度资料.本文基于野外实测数据，对宁缠河3号冰川表面流速特征进行分析，为日后深入研究该地区冰川变化及对气候变化的响应做铺垫.

1 研究区概况

石羊河位于甘肃河西走廊东端，源于祁连山脉东段冷龙岭，止于民勤盆地北部，主要由大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河、东大河、西大河等8条河流组成.西营河是石羊河流域最大的一条山水河流，由宁昌河和水管河两大支流组成，宁昌河为正源［22］，宁昌河则由清阳河与宁缠河汇流而成，宁缠河3号冰川（冰川编号：5Y416F3）位于宁缠河的源头区（图1），该条冰川面积1.39km2，长1.8km，平均厚度40m，冰储量达0.0556km3，呈NE朝向，冰川末端海拔4140 m，最高海拔4777m，高差约600m，宁缠河流域内共有冰川6条，以NE朝向为主，3号冰川为最大的一条冰川［23］.

2 数据与方法

冰川运动观测通常利用设立在冰川表面的标志杆，在一定时间间隔下重复观测，解算获得观测时间段内的平均流速.随着GPS-RTK技术的发展，冰川运动观测的精度与效率大大提高.2009年9月，祁连山冰川与生态环境观测研究站考察队在宁缠河3号冰川末端埋设两个控制点，使用南方灵锐S82GPS接收机，以静态模式与国家测绘点联测，于冰川外围建立GPS控制网，控制测量时每条基线保证2h的同步观测时间，经解算后，获得高精度的控制点坐标.在此基础上，利用RTK技术分别于2009年9月、2010年7月和2010年9月对布设在冰川表面的13根标志杆进行测量，并求算冰川表面运动速度.计算过程中为了便于与其他冰川相比，年尺度流速以m·a-1为单位，月尺度流速以m·月-1为单位.为获取了2009年9月-2010年7月、2010年7-9月以及2009-2010年3个时段内该条冰川的表面流速平均值资料，将表面流速数据导入ArcGIS软件，利用克里金法进行插值，绘制表面流速分布图.

3 数据分析

3.1 2009/2010年度表面流速分布

2009/2010年间最大流速出现在D3点，流速达到3.76m·a-1；流速最小值为1.05m·a-1，出现在D1点（图2）；表面流速沿主流线流速呈现出逐渐上升的趋势（图3），上升较为平稳，各测点流速变化差异较小.表面流速最大值与最小值均出现在D剖面上，并且A、C两个横剖面显示出2号测杆流速较高，向两边逐渐递减的规律，横剖面B则显示出3号测杆流速大于1、2号测杆流速的规律.总体而言，A、B、C三个剖面上的3号测杆流速要高于1号测杆流速，但幅度不一致：剖面A上A3测杆流速高于A1测杆约12.7%，剖面B上B3测杆流速高出B1测杆约57.1%，剖面C上C3测杆流速高出C1测杆约46.6%.依据表面流速差值情况（图4a），2009/2010年度宁缠河3号冰川包含D3、C2及C3测杆的区域内是表面流速最大的区域，各个观测点均沿主流线方向或平行于主流线方向向冰川末端运动.

3.2 2009年9月-2010年7月表面流速分布

2009年9月-2010年7月间，表面流速的大值区域出现在D3测杆周围（图4b），海拔4430m左右，D3点处的流速为0.32m·月-1，D1点观测到的流速最小，为0.1m·月-1（图2）.主流线上流速分布分为两部分（图3），A2～D3为流速上升区间，其中，A2～C2流速上升较为平缓，C2～D3之间流速上升较A2～B2与B2～C2之间略快，D3～E之间表面流速开始下降且流速减缓速率较大；横剖面上流速分布规律与2009/2010年度横剖面流速分布近似.

3.3 2010年7-9月表面流速分布

2010年7-9月间表面流速分布情况发生一定变化，测点D3、C3、C2与B3均在流速大值区（图4c），在所有观测点中，海拔4380m附近的C3点流速最大，达到0.47m·月-1，测点A1流速最小，流速为0.06m·月-1（图2），主流线上A2～C2之间表面流速随海拔高度增加而急剧增大，A2～B2与B2～C2之间流速增加幅度一致，C2～D3之间表面流速呈现下降趋势，降幅较大（图3）.剖面A与C显示出2号测点流速最高，向两边逐渐递减的规律，同时，3号测点流速大于1号测点；剖面B则表现出从1号测点到3号测点表面流速逐渐增大的趋势，这与2009/2010年度及2009年9月-2010年7月间剖面B上表面流速分布规律不同，并且D2点D3点流速比较接近，不同于其他两个时期的观测结果.

4 讨论

宁缠河3号冰川表面流速分布特征在不同时期观测到的结果不同.依据宁缠河3号冰川测厚结果，该条冰川最大厚度为65m（图4d），并且东南侧坡度变化较大，厚度变化较为平缓，西北侧冰川坡度变化较为平稳，但冰川厚度急剧减小.依据架设在冰川末端附近的自动气象站记录的数据（图5），6-9月平均气温超过0℃，为冰川消融期，其中7月份平均温度最高，可以认为2010年7-9月间获得的表面流速观测结果可以代表夏季冰川运动状况.为了便于比较各个时期内流速变化情况，将流速统一换算到年尺度.D3点位于冰川主流线附近，冰川厚度为60m左右，属于冰川较厚的区域，该点流速在3个观测时期内变化不大，均在3.7m·a-1上下变化，变化幅度不超过0.1m·a-1；B2点2009年9月-2010年7月间流速略低于年平均流速，2010年7月-2010年9月间流速高于年均流速的4.7%；分布于海拔4340～4420m之间的观测点，在2010年7-9月间表面流速换算到年尺度后要高于2009/2010年度流速，其中，B2点高出年平均流速4%左右，D2点高出年平均流速83% 左右，其余各点均高出年平均流速21%～38%之间.黄茂桓等［1］总结我国冰川运动观测资料后得出，我国冰川夏季速度快于冬季速度，或者快于年平均速度的结论；位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川夏季运动速度最大［24］，高出年平均流速的38%；汇合口以下秋冬季节表面流速明显低于夏季，最大减缓幅度在75%左右.位于托木尔峰地区南缘的青冰滩72号冰川表面运动速度观测结果显示，消融季运动速度明显大于非消融季运动速度［25］.一般认为消融季大量冰面融水渗透到冰床，从而降低了滑动的摩擦阻力［1］，产生一定的底部滑动，增加冰川运动速度.

与其他冰川观测到的表面运动速度结果相比，宁缠河3号冰川2009/2010年度最大表面流速高于天山奎屯河哈希勒根51号冰川（面积1.48km2，长1.7km，1999/2000年度观测到的最大年平均流速为3.02m·a-1，2000/2001年度观测到的最大年平均流速为3.15m·a-1）表面流速观测结果［26］，宁缠河3号冰川2009年面积测量结果为1.203 km2［27］，是哈希勒根51号冰川面积的0.81倍，运动速度是1999/2000年度的1.24倍，是2000/2001年度的1.19倍；略低于北极新奥尔松地区的Austre Lovenbreen冰川（该条冰川面积6.2km2，长4.8km，2005/2006年度观测到最大年平均流速为3.91m·a-1）表面运动速度观测结果［28］，宁缠河3号冰川面积是该条冰川的0.19倍，运动速度是该条冰川的0.96倍；低于Pedersenbreen冰川（该条冰川面积5.6km2，长5.4km，2005/2006年度观测到的最大平均流速为8.3m·a-1）表面运动速度观测结果［28］，宁缠河3号冰川面积是该条冰川的0.21倍，运动速度是该条冰川的0.45倍；低于祁连山西段老虎沟12号冰川（面积20.4km2，长9.85km，2008/2009年度观测到东支最大流速为32.4m·a-1，西支最大流速为32.6m·a-1）［24］，宁缠河3号冰川面积是该条冰川的0.06倍，运动速度是该条冰川东、西支运动速度的0.12倍左右.冰川运动速度与冰川规模密不可分，位于祁连山西段的老虎沟12号冰川规模远大于宁缠河3号冰川，表面运动度也大于宁缠河3号冰川，但流速比值要大于面积比值；与规模相近的冰川相比，宁缠河3号冰川运动速度较大.

5 结论

通过野外考察，获取了宁缠河3号冰川表面流速资料，分析对比后对该条冰川运动特征有了初步了解，主要结论如下：

（1）2009/2010年度宁缠河3号冰川表面流速最大出现在海拔4430m附近，达到3.76m·a-1，2009年9月-2010年7月表面流速最大值出现在海拔4430m附近，达到0.32m·月-1，2010年7-9月最大流速出现在海拔4380m附近，达到0.47m·月-1.

（2）宁缠河3号冰川纵剖面上流速变化较为缓和，显示出流速随海拔变化而变化的规律，但不同季节表面流速在纵剖面上的分布情况不同.

（3）总体来看，2009/2010年度宁缠河3号冰川横剖面上主流线附近流速最大，向冰川两边逐渐递减，各观测点均平行于主流线方向向冰川末端运动，表现出冰川运动一般规律，在冰川表面运动速度观测区域内东南边缘流速略大于西北边缘.

（4）与规模相近的冰川运动速度相比，宁缠河3号冰川运动速度较大.

参考文献（

References）：

［1］Huang Maohuan，Sun Zuozhe.Some flow characteristics of continental-type glaciers in China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，1982，4（2）：35-45.［黄茂桓，孙作哲.我国大陆型冰川运动的某些特征［J］.冰川冻土，1982，4（2）：35-45.］

［2］Shi Yafeng，Huang Maohuan，Ren Binghui.An Introduction to the Glaciers in China［M］.Beijing：Science Press，1988：88.［施雅风，黄茂桓，任炳辉.中国冰川概论［M］.北京：科学出版社，1988：88.］

［3］Paterson W S B.The Physics of Glaciers［M］.Zhang Xiangsong，Ding Yamei，trans.Beijing：Sciences Press，1987：37-40.［佩特森 W S B.冰川物理学［M］.张祥松，丁亚梅，译.北京：科学出版社，1987：37-40.］

［4］Benn D I，Warren C R，Mottram R H.Calving process and the dynamics of calving glaciers［J］.Earth-Science Reviews，2007，82：143-179.

［5］Jing Zhefan，Liu Li，Zhou Zaiming，et al.Analysis on the influencing factors of glacier flow velocity：A case study of Qiyi Glacier in Qilian Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2011，33（6）：1222-1228.［井哲帆，刘力，周在明，等.冰川运动速度影响因子的强度分析——以祁连山七一冰川为例［J］.冰川冻土，2011，33（6）：1222-1228.］

［6］Jing Zhefan.Movement and Variation of Several Typical Glaciers in China Under the Background of Climate Change［D］.PhD Thesis，Lanzhou：Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences，2007.［井哲帆.气候变化背景下中国若干典型冰川的运动及其变化［D］.博士论文，兰州：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，2007.］

［7］Jing Zhefan，Zhou Zaiming，Liu Li.Progress of the research on glacier velocities in China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2010，32（4）：749-754.［井哲帆，周在明，刘力.中国冰川运动速度研究进展［J］.冰川冻土，2010，32（4）：749-754.］

［8］Sun Zuozhe，Chen Yaowu，You Genxiang，et al.Flow characteristics of the Glacier No.1at the headwater ofÜrümqi River，Tianshan［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，1985，7（1）：27-40.［孙作哲，陈要武，尤根祥，等.天山乌鲁木齐河源1号冰川的运动特征［J］.冰川冻土，1985，7（1）：27-40.］

［9］Li Zhongqin，Han Tianding，Jing Zhefan，et al.A summary of 40-year observed variation facts of climate and Glacier No.1 at the headwaters ofÜrümqi River，Tianshan，China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2003，25（2）：117-123.［李忠勤，韩添丁，井哲帆，等.乌鲁木齐河源区气候变化和1号冰川40a观测事实［J］.冰川冻土，2003，25（2）：117-123.］

［10］Zhou Zaiming，Li Zhongqin，Li Huilin，et al.The flow velocity features and dynamic simulation of the Glacier No.1at the headwaters ofÜrümqi River，Tianshan Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2009，31（1）：55-61.［周在明，李忠勤，李慧林，等.天山乌鲁木齐河源区1号冰川运动速度特征及其动力学模拟［J］.冰川冻土，2009，31（1）：55-61.］

［11］Jing Zhefan，Yao Tandong，Wang Ninglian.The surface flow features of the Puruogangri Ice Field［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2003，25（3）：288-290.［井哲帆，姚檀栋，王宁练.普若岗日冰原表面运动特征观测研究进展［J］.冰川冻土，2003，25（3）：288-290.］

［12］Chinese Academy of Sciences.Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology，Russian Academy of Sciences.Institute of Geography.Glaciers and Environment in the Qinghai-Xizang（Tibet）Plateau （I）-The Gongga Mountain［M］.Beijing：Science Press，1994：1-201.

［13］Scientific Expedition Team of China Mountaineering in Mt.Qomolangma.Report of Scientific Expedition in Mt.Qomolangma Region［M］.Beijing：Science Press，1962：10-291.［中国珠穆朗玛峰登山队科学考察队.珠穆朗玛峰地区科学考察报告［M］.北京：科学出版社，1962：10-291.］

［14］Echelmeyer K，Harrison W D.Jakobshavns Isbrae，West Greenland：Seasonal variations in velocity—or lack thereof［J］.Journal of Glaciology，1990，36（122）：82-88.

［15］Iken A，Truffer M.The relationship between subglacial water pressure and velocity of Findelengletscher，Switzerland，dur-ing its advance and retreat［J］.Journal of Glaciology，1997，43（144）：328-338.

［16］Shi Yafeng.Estimation of the water resources affected by climatic warming and glacier shrinkage before 2050in west China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2001，23（4）：333-341.［施雅风.2050年前气候变暖冰川萎缩对水资源影响情景预估［J］.冰川冻土，2001，23（4）：333-341.］

［17］Li Huilin，Li Zhongqin，Shen Yongping，et al.Glacier dynamic models and their applicability for the glaciers in China［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2007，29（2）：201-208.［李慧林，李忠勤，沈永平，等.冰川动力学模式及其对中国冰川变化预测的适应性［J］.冰川冻土，2007，29（2）：201-208.］

［18］Adger N，Aggarwal P，Agrawala S，et al.Summary for Policymakers［M］//Parry M L，Canziani O F，Palutikof J P，et al.Climate Change 2007：Impacts，Adaptation and Vulnerability：Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge，UK：Cambridge University Press，2007：7-22.

［19］Cao Bo，Pan Baotian，Gao Hongshan，et al.Glacier variation in the Lenglongling Range of Eastern Qilian Mountains from 1972to 2007［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2010，32（2）：242-248.［曹泊，潘保田，高红山，等.1972-2007年祁连山东段冷龙岭现代冰川变化研究［J］.冰川冻土，2010，32（2）：242-248.］

［20］Chinese Academy of Sciences.Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology.Memoirs of Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology，Chinese Academy of Sciences，Fasc.5［C］.Beijing：Science Press，1985：61-72.［中国科学院兰州冰川冻土研究所.中国科学院兰州冰川冻土研究所集刊，第5号［C］.北京：科学出版社，1985：61-72.］

［21］Chinese Academy of Sciences.Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology.Memoirs of Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology，Chinese Academy of Sciences，Fasc.7［C］.Beijing：Science Press，1992：1-9.［中国科学院兰州冰川冻土研究所.中国科学院兰州冰川冻土研究所集刊，第7号［M］.北京：科学出版社，1992：1-9.］

［22］Zhong Xiuling.The analysis of runoff variation features of Jiutiaoling Station，Xiyinghe River［J］.Gansu Water Conservancy and Hydropower Technology，2011，47（8）：11-12.［钟秀玲.西营河九条岭站径流变化特征分析［J］.甘肃水利水电技术，2011，47（8）：11-12.］

［23］Wang Zongtai，Liu Chaohai，You Genxiang.Glacier Inventory of China I：Qilian Mountain［M］.Lanzhou：Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology，Chinese Academy of Sciences，1981：53.［王宗太，刘潮海，尤根祥.中国冰川目录I：祁连山区［M］.兰州：中国科学院兰州冰川冻土研究所，1981：53.］

［24］Liu Yushuo，Qin Xiang，Du Wentao，et al.Analysis of the movement features of the Laohugou Glacier No.12in the Qilian Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2010，32（3）：475-479.［刘宇硕，秦翔，杜文涛，等.祁连山老虎沟12号冰川运动特征分析［J］.冰川冻土，2010，32（3）：475-479.］

［25］Cao Min，Li Zhongqin，Li Huilin.Features of the surface flow velocity on the Qingbingtan Glacier No.72，Tianshan Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2011，33（1）：21-29.［曹敏，李忠勤，李慧林.天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川表面运动速度特征研究［J］.冰川冻土，2011，33（1）：21-29.］

［26］Jing Zhefan，Ye Baisheng，Jiao Keqin，et al.Surface velocity on the Glacier No.51at Haxilegen of the Kuytun River，Tianshan Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2002，24（5）：563-566.［井哲帆，叶柏生，焦克勤，等.天山奎屯河哈希勒根51号冰川表面运动特征分析［J］.冰川冻土，2002，24（5）：563-566.］

［27］Liu Yushuo，Qin Xiang，Zhang Tong，et al.Variation of the Ningchan River Glacier No.3in the Lenglongling Range，East Qilian Mountains［J］.Journal of Glaciology and Geocryology，2012，34（5）：1031-1036.［刘宇硕，秦翔，张通，等.祁连山东段冷龙岭地区宁缠河3号冰川变化研究［J］.冰川冻土，2012，34（5）：1031-1036.］

［28］Xu Mingxing，Yan Ming，Ren Jiawen，et al.The studies of surface mass balance and ice flow on glaciers Austre Lovénbreen and Pedersenbreen，Svalbard，Arctic［J］.Chinese Journal of Polar Research，2010，22（1）：10-22.［徐明星，闫明，任贾文，等.北极Svalbard地区Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面物质平衡和运动特征分析［J］.极地研究，2010，22（1）：10-22.］