【类型】期刊

【作者】曹敏，李忠勤，李慧林（西北师范大学地理与环境科学学院；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川站）

【作者单位】西北师范大学地理与环境科学学院；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川站

【刊名】冰川冻土

【关键词】 青冰滩72号冰川；全球定位系统(GPS)；表面运动速度空间分布；季节变化

【资助项】中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-EW-311)；国家重点基础研究发展规划项目(2010CB951003)；国家自然科学基金项目(4063100191025012)资助...

【ISSN号】1000-0240

【页码】P21-29

【年份】2019

【期号】第1期

【期刊卷】1;|7;|8;|2

【摘要】托木尔峰地区是天山最大的冰川分布区,是阿克苏地区主要水资源补给地.一直以来,该区冰川运动资料空白,严重阻碍了对冰川水资源现状及未来变化评估工作的开展.鉴于以上情况,中国科学院天山冰川站在2008年8月到2009年8月3次开展了对天山托木尔峰青冰滩72号冰川表面运动速度的观测,获得了冰川表面运动速度特征变化状况.结果表明:青冰滩72号冰川冰舌区域运动速度存在明显的消融季和非消融季的差异,消融季速度偏大.年均水平运动速度47.1m.a-1速度分布受局地地形因素影响明显.与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,该冰川运动速度明显偏大,消融季底部滑动显著,其运动特征更偏向海洋性冰川.

【全文】 文献传递

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

曹 敏1， 李忠勤1，2＊， 李慧林2

（1．西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃兰州730070；2．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室／天山冰川站，甘肃兰州730000）

摘 要：托木尔峰地区是天山最大的冰川分布区，是阿克苏地区主要水资源补给地．一直以来，该区冰川运动资料空白，严重阻碍了对冰川水资源现状及未来变化评估工作的开展．鉴于以上情况，中国科学院天山冰川站在2008年8月到2009年8月3次开展了对天山托木尔峰青冰滩72号冰川表面运动速度的观测，获得了冰川表面运动速度特征变化状况．结果表明：青冰滩72号冰川冰舌区域运动速度存在明显的消融季和非消融季的差异，消融季速度偏大．年均水平运动速度47．1m·a-1速度分布受局地地形因素影响明显．与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比，该冰川运动速度明显偏大，消融季底部滑动显著，其运动特征更偏向海洋性冰川．

关键词：青冰滩72号冰川；全球定位系统（GPS）；表面运动速度空间分布；季节变化

0 引言

运动是冰川区别于其他自然冰体的标志之一［1-2］，是冰川存在和发育的主要机制［3］．冰川运动与外部气候、冰川形态、物质平衡、温度及水力特征联系密切，研究冰川运动特征有助于了解冰川的基本性质，属于冰川学研究一项重要内容［4-6］．近年来，全球变暖背景下冰川普遍退缩，利用冰川动力模式模拟预估冰川未来变化等研究方兴未艾，而冰川运动特征研究正是该类研究的基础．

中国是世界上山岳冰川最发达的国家之一［7］．20世纪60年代以来，我国的冰川运动观测研究在天山、阿尔泰山、祁连山、喀喇昆仑山、喜马拉雅山、念青唐古拉山、横断山等山区及藏北高原的少数冰川上相继开展［2，8-13］．以上研究中，我国冰川学者研究了天山乌鲁木齐河源1号冰川（以下简称1号冰川）的运动机理，并对中国大陆性冰川的运动特征进行了总结．托木尔峰地区位于天山南麓，塔里木盆地北缘，是天山最大的冰川分布区，现有冰川面积4 098km2，储水量2 154×108m3，是阿克苏地区主要水资源补给地［14］．托木尔峰地区发育的冰川与天山其他区域冰川相比有其显著特点：1）平均面积大（托木尔峰地区的冰川平均面积为2．6km2，而整个天山地区的冰川平均面积为1．03 km2）；2）顶端海拔高；3）呈典型土耳其型树枝状形态；4）雪崩为其主要补给形式之一；5）表碛覆盖普遍．规模与形态的差异很可能造成该区冰川运动特征与其他区域有所不同．目前，该地区仅有1978年在琼台兰冰川获得的冰川运动观测资料，表明该冰川运动速度快，并且消融季节中冰舌末端有底部滑动发生［15］．近30a来该区冰川变化显著，其未来变化受到当地政府与人民的高度关注，但相关冰川运动资料却属空白，严重阻碍了利用动力学模式模拟评估未来冰川水资源工作的开展．

鉴于以上情况，中国科学院天山冰川观测试验站依据地形图、遥感影像及数次野外考察结果，选择规模及形态在托木尔峰地区都有一定代表性的青冰滩72号冰川进行冰川运动特征研究．2008年8月，在该冰川上布设了用于冰川运动和冰川物质平衡观测研究的测杆21根（观测剖面10个），并应用GPS对测杆位置进行首次测量．2009年7月与8月又进行了上述项目的观测，获得了消融盛期及一周年的冰川运动速度资料．

1 研究区概况

托木尔峰地区位于中国天山最西端，天山南麓，塔里木盆地北缘，基本上由四条山脉相交组成，分别是东西向的哈拉周里哈山、汗腾格里山、托木尔山与南北向的子午山脉．山脉平均海拔5 400～6 600m，拥有天山最高峰托木尔峰（海拔7 435．3m）．该区山峰高耸、峡谷幽深，为大规模冰川的发育提供了有利地势条件．根据《天山托木尔峰地区的冰川与气象》［15］专著，本区我国境内有冰川509条，面积2 746．32km2，相当于沙里扎斯河以东整个天山冰川总面积的36%．其中，≤5km2的冰川占85%，类型为山谷冰川与悬冰川．该区降水主要靠来自大西洋和北冰洋的潮湿气流补给，6—8月的降水占全年降水量的50%左右，而5—9月占70%左右．虽然冷季（10月至翌年4月）的降水量只占全年的30%左右，但这些降水都是冰川上的纯积累．对于该区冰川来说，其中7—8月为消融盛期．冰川区雪线附近年平均气温为-7～-11℃，界于海洋性冰川与极大陆性冰川之间．

青冰滩72号冰川位于托木尔峰地区南缘，托木尔峰以南30km，新疆阿克苏地区温宿县境内，库玛拉河源头之一（图1）．根据实地测量，青冰滩72号冰川的地理位置为79°53．27′E，41°45．52′N，其形态属于复合型山谷冰川，冰川朝向S，面积3．70km2，最大长度6．2km，海拔范围5 986～3 720m，雪线海拔为4 400m左右．在2008—2009年的实地野外观测工作中发现，冰川上游冰崩-雪崩是青冰滩72号冰川的主要补给形式．粒雪盆冰体较薄，大面积基岩后壁已出露．整条冰川呈在该区域较为普遍的树枝状形态．冰舌绵长，较为平坦，表面发育有明显福布斯冰带，两侧有表碛分布，中上部冰裂隙发育较多．冰舌海拔较低，消融季曝露于强烈消融之中，减薄明显．

2 运动速度的观测与方法

冰川运动速度的观测是通过在冰川表面设置测杆，定期使用仪器测量测杆位置实现的．某一时段内测杆的位移矢量除以该时段时长便得到相应冰川表面运动速度矢量．早期用来测量冰川运动速度的主要是全站仪等光学仪器，这些仪器受限于自身测量原理，并且测量过程对冰川区地表形态要求较高，因此获得冰川表面运动速度数据困难，且测量精度较低．GPS（全球定位系统）技术的发展，为冰川表面运动速度的测量提供了新的手段．GPS利用卫星来获取冰川表面观测点的坐标数据，平面精度达到±1cm＋1ppm×D，高程精度达到±2cm＋1 ppm×D（ppm为百万分之一，D为距离单位km）．这大大提高了冰川表面运动速度的数据精度，并且不受表面形态的影响，为更好的研究冰川表面运动速度提供了基础．

2008年8月19日，天山冰川观测试验站在青冰滩72号冰川上布设了用于冰川运动速度与物质平衡观测的测杆网，并对单个测杆位置进行首次观测．由于冰川上部地势陡峭、裂隙发育、冰崩雪崩频发，测杆主要布设在海拔3 700～4 200m之间，共10排（A’～J’）21根花杆，覆盖整条冰舌（图1）．同排花杆距离较近，其中标号为“2”的花杆沿冰川主流线布设，标号为“1”的花杆较接近冰舌东侧边界．2009年7月19日与8月20日对所有测杆进行了重复位置测定．

为了使观测工作能够长期进行下去，首次测量时在冰川外围布设了3个基本控制点（K1、K2和K3）建立起观测控制网，并采用E650型GPS对控制点位进行了静态测量定位．测杆位置的观测应用载波相位差分又称RTK（Real Time Kinematic）测量方法进行．实测中将一台GPS接收机作为基准站固定在基本控制点上，而另一台GPS接收机作为流动站在冰川表面进行流动观测．基准站将采集的载波相位发送给用户，进行求差解算坐标［16］．获得数据的误差在0．10～0．30m［17］．GPS测量获得的数据坐标属于WGS-84大地坐标系，需使用转换软件LandTop2．0．5．1将其重投影到1954北京坐标系．转换中采用的7参数转换模型的误差＜0．002m［18］．在1954北京坐标系下，用坐标法计算出冰体单位时间内的空间位移，包括水平速度和垂直速度．

依据观测资料，可获得2008年8月至2009年7月、2009年7—8月及2008年8月至2009年8月3个时段的冰川表面运动速度数据．本文着重以第二与第三时段的数据为基础，讨论青冰滩72号冰川的年度与消融季、消融季与非消融季的运动特征．为了讨论这些问题，我们假定以6—8月来代表消融季，且这3月的运动速度均与2009年8月月运动速度相等．以年运动速度减去6—8月总运动矢量后平均到剩余几月来代表非消融季月运动速度．以上假设势必带来误差，但在实测速度不足的情况下，可以作为一种初步评价消融季冰川运动形式与机理的替代方法．

3 运动速度空间分布特征

为了清晰分析运动速度的空间变化，将水平与垂直两个速度分量分别进行讨论．

3．1 年水平运动速度特征

图2所示为各花杆2008年8月至2009年8月年度水平运动速度的分布情况，可以看出其最大值出现在海拔4 050m的G2点，速度值为73．4m· a-1；最小值出现在海拔4 170m的J1点，速度值为18．6m·a-1，整条冰舌的平均速度值为47．1m· a-1．由于距离较近，同断面花杆的速度值差异甚小，总体来看靠近主流线的花杆运动速度略快于其他花杆，该规律与在1号冰川上相关研究的结果类似［19-22］．以下均以“断面”为单位来讨论速度的空间变化情况．

图3所示为各断面花杆运动速度平均值．可以看到，青冰滩72号冰川的运动速度整体量值较大，变化范围18．6～73．4m·a-1．最小值18．6m· a-1出现在海拔4 170m的J’断面，而后沿海拔下降运动速度迅速增加．峰值70m·a-1出现在海拔4 050m的G’断面，该处出现峰值与海拔4 050～4 100m为一由局部台阶地形造成的小型冰瀑有密切联系（见图3）．相比其他区域，海拔4 050～4 100m处的冰川表面更加沟壑丛生，不断从高处向下运动的冰流被伸张应力拉扯开裂．由G’断面到海拔3 820m的B’断面，运动速度随海拔降低持续减小到20m·a-1，表现出压缩流特点．海拔最低的A’断面没有延续上游的速度减小趋势，转而迅速增加到60m·a-1，为B’断面速度的3倍．总体来看，该冰川冰体运动过程中物质输送活跃，每年有大量冰由较高海拔处被运送到低海拔区域．冰川运动速度受到局地地形的严重影响，已有研究中［23］消融区完全为压缩流的观点并不适用于该冰川．冰舌末端区域运动速度较高与该处坡度明显较陡峻有关．

3．2 年垂直运动速度特征

各断面年垂直运动速度随海拔变化情况与水平运动速度相似，但最值出现的位置不同（图4）．最小值2m·a-1出现在海拔3 820m的B’断面而非J’断面（海拔4 170m）．峰值15m·a-1则出现在海拔4 016m的F’断面，略低于水平运动速度最大值出现的G’断面．F’断面以下，垂直运动速度持续减小，到B’断面后又开始迅速增加．A’断面的垂直运动速度达到12m·a-1，为B’断面相应速度的6倍．

冰川运动速度模拟计算中，通常假设其方向与冰川表面切线方向一致［3］．该假设成立的条件是：1）冰川表面坡度平缓；2）表底面坡度差异较小．青冰滩72号冰川冰舌区域较平坦，除海拔4 050～4 100m由于底部地形因素出现的冰瀑及末端陡峭地形外，其余区域最大坡度12．4°，最小坡度2．3°，平均7．9°，基本满足条件1）．此时，条件2）是假设是否成立的唯一影响因素．因此，通过分析实测速度方向与表面切线方向的异同，则可定性评价冰川表底坡度是否存在明显差异．

理论上，若冰川运动速度方向与冰川表面切线方向一致，实测水平运动速度与坡度正切值相乘的结果即为垂直运动速度（本研究中称之为“理论垂直速度”）．图5所示为各断面理论与实测垂直运动速度差值，及差值占实测垂直速度的百分比．

可以看到在G’以上各断面，理论垂直运动速度均小于实测垂直运动速度，表明冰川实际运动的速度方向并不沿表面切线方向，而是指向冰川内部．该区域冰川底部坡度很可能较表面坡度要陡．G’断面以下，除A’断面理论垂直运动速度明显小于实测垂直运动速度外，其他断面情况均与之相反，冰川实际运动的速度方向指向冰川外部．该区域冰川底部坡度则很可能小于表面坡度．在整个冰舌上，理论与实测垂直运动速度差值占实测垂直运动速度百分比的最大值接近60%，因此，在对青冰滩72号冰川的运动速度模拟研究中，不可简单认为运动方向与冰川表面切线一致，底部地形将是个不可忽视的因素．

3．3 消融季月水平运动速度特征

图6中实线所示为消融季消融盛期8月（具体时间为2009年7月28日至8月28月）的月水平运动速度．可以看出，其空间分布规律和年水平运动速度完全一致．最小值3．1m·月-1出现在海拔最高（4 170m）的J’断面，之后随海拔下降运动速度迅速增加，到海拔4 050m的G’断面出现最大值10．3m·月-1．从G’断面开始，水平运动速度随海拔下降持续减小，至B’断面该速度低至4．1m·月-1．从B’断面到临近末端的A’断面，速度转而升高．A’断面水平运动速度为5．7m·月-1，为B’断面该速度值的1．4倍．消融季和年运动速度空间分布规律的一致性说明，强烈消融产生的充沛融水对冰舌不同区域运动的影响是同步的．

3．4 消融季月垂直运动速度特征

消融季消融盛期月垂直运动速度变化范围为0．41～3．42m·月-1，平均值1．50m·月-1，其空间分布规律和消融季消融盛期月水平运动速度基本相同，表现为A’断面速度值大于B’断面速度值．从B’断面开始，速度随海拔升高逐渐增大，至G’断面出现最大值．G’～J’断面之间速度逐渐减小．差异在于，最小值出现在B’断面而非J’断面，B’～G’断面之间速度也非一致性增大，其中E’断面的速度值要低于D’断面速度值（图7）．

4 运动速度季节变化

4．1 水平运动速度季节变化

将各断面消融季月水平运动速度与年水平运动速度进行比较，发现前者占后者的百分比为9．4%～21．8%，平均14．23%．将年运动速度平均到每月，与消融季月运动速度进行比较发现（图6），各断面的年均月速度均小于消融季月速度，前者占后者的41．2%～88．4%，平均61．31%．由此推断，青冰滩72号冰川消融季速度大于非消融季速度．

冰川运动速度的年内变化通常受两种因素影响．其中，一种是厚度的变化，积累与消融在当年内引起的冰厚度变化可能会造成15%～20%的速度波动．这种因素影响下，速度应在春末时最大，夏末时最小；另一种因素是冰川底部滑动，消融季节冰岩交界面融水量丰沛，导致冰川底部发生滑动，此时冰川速度应当最大．冰川的年内速度变化可能是上述两种作用综合影响的结果．根据消融季与年均月水平运动速度比较结果，对青冰滩72号冰川起作用的主要是第二种因素．为了粗略量化滑动对冰川运动的贡献，假定底部滑动发生在6—8月，在粗略假设前提下进行比较发现，整个冰舌上各断面非消融季运动速度占消融季运动速度比值的平均值约为50%（图8）．理论上消融季速度包含两部分内容，一部分为冰体变形产生的速度（应与非消融季速度相近），另一部分为底部滑动速度．对青冰滩72号冰川来说，消融季底部滑动产生的速度量值很可能与冰川变形产生的速度量值相近．

4．2 垂直运动速度季节变化

消融季月垂直运动速度占年垂直运动速度的百分比为10．1%～30．8%，平均20．5%．如图7所示，为了研究垂直速度的季节变化，将消融季月速度、年均月速度与非消融季月速度（各种速度的计算方法与消融季水平运动速度中相应速度的计算方法相同）进行比较，发现3种速度曲线变化趋势大体一致．年均月垂直运动速度明显小于消融季月垂直运动速度，前者占后者百分比为27．0%～82．2%，平均44．2%，小于年均与消融季月水平运动速度的比值．

比较消融季与非消融季月垂直运动速度发现（图9），后者占前者百分比为2．7%～76．2%，平均26．0%．如果不计在A’断面出现的高值，那么二者比值的平均值将降至20．0%，远远小于非消融季与消融季月水平运动速度的比值．消融季冰川底部发生滑动，应引起原有速度在水平与垂直方向成比例增加．速度增加幅度在垂直方向明显大于水平方向，说明除底部滑动外有其他因素在起作用．消融季大量冰面融水流入冰川内部，增加了冰岩界面的静水压力，形成交错分布的“水膜”与“水道”．在冰川发生滑动的同时，融水也使冰川底部发生消融．底部消融导致冰面下降很可能是垂直方向速度增加较明显的原因，造成冰舌区域非消融季月垂直运动速度与消融季相应速度相比小大约0．6m·月-1．

5 与天山乌鲁木齐河源1号冰川运动速度比较

1号冰川是我国研究冰川运动速度最早的冰川，对1号冰川的运动观测始于1959年［24］，至今已有近50a的观测历史．1号冰川运动速度资料丰富，为此我们将1号冰川的运动速度与青冰滩72号冰川的运动速度进行比较．1号冰川位于东天山中部，乌鲁木齐市以南84km．该冰川属双支冰斗山谷冰川，2008年实测东支面积1．083km2，西支面积0．594km2，两支皆面朝北，覆盖海拔范围3 750～4 484m．

2007—2009年度1号冰川表面运动速度数据仍在整理当中，我们选用最靠近本文研究时段的2006—2007年度速度数据进行下边的比较分析．1号冰川东西支的运动速度整体较小，变化范围1．5～4．5m·a-1，远远小于青冰滩72号冰川20～70 m·a-1的速度范围．其原因很可能与1号冰川规模小、厚度薄及表面平坦有关．另外，青冰滩72号冰川冰舌区消融季底部滑动也是使其运动速度明显偏大的原因．1号冰川东支最小值2．32m·a-1，出现在海拔4 050m，峰值3．96m·a-1出现在海拔3 950m；西支最小值1．83m·a-1出现在海拔3 800m，峰值4．13m·a-1出现在海拔3 975m．青冰滩72号冰川出现峰值和最小值的断面的海拔均高于1号冰川．

综合上述比较结果，青冰滩72号冰川与1号冰川这样的典型大陆性冰川相比，表现出冰体运动过程中物质输送异常活跃的特点．而消融季底部滑动对整条冰舌影响显著的现象，则使青冰滩72号冰川的运动特征更偏向海洋性冰川．

6 结论

（1）青冰滩72号冰川冰舌区域年运动速度较大，实测最大水平速度达到73．4m·a-1，实测平均水平速度47．1m·a-1．全年与消融季速度都表现出冰舌中部大而两头小的趋势，使得冰舌上部为伸张流区域而下部为压缩流区域，已有研究中消融区均为压缩流区域的结论并不适用于该冰川．最大流速点出现在海拔4 010～4 050m的F’～G’断面，峰值出现很可能与该区域地形陡峭有关．

（2）青冰滩72号冰川消融季水平运动速度明显大于非消融季水平运动速度．原因很可能是消融季大量冰面融水流入冰内，增加了冰岩界面的静水压力，内部形成了“水膜”与“水道”，导致底部滑动发生．消融季垂直运动速度亦明显大于非消融季垂直运动速度，推测其原因除了底部滑动贡献的额外运动速度分量外，还可能受到消融季冰川底部消融的影响．

（3）青冰滩72号冰川和1号冰川相比，运动速度明显偏大，其原因与该冰川规模大及底部可能有滑动有关．青冰滩72号冰川冰体运动过程中物质输送活跃，消融季底部滑动影响显著，其运动特征与1号冰川这样的典型大陆性冰川相比更偏向海洋性冰川．

致谢：本项研究是天山冰川站开展的雪冰现代过程研究项目的一部分．谨此对参加本项研究的所有观测人员及项目组人员表示衷心感谢．

参考文献（References）：

［1］Kääb A．Combination of SRTM3and repeat ASTER data for deriving alpine glacier flow velocities in the Bhutan Himalaya［J］．Remote Sensing of Environment，2005，94：463-474．

［2］Huang Maohuan，Sun Zuozhe．Some flow characteristics of continental type glaciers in China［J］．Journal of Glaciology and Geocryology，1982，4（2）：35-44．［黄茂桓，孙作哲．我国大陆性冰川运动的某些特征［J］．冰川冻土，1982，4（2）：35-44．］

［3］Paterson W S B．The Physics of Glaciers［M］．Beijing：Sciences Press，1987：37-40．［W S B佩特森．冰川物理学［M］．北京：科学出版社，1987：37-40．］

［4］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．

［5］Iken A，Truffer M．The relationship between subglacial water pressure and velocity of Findelenglet scher，Switezerland，during its advance and ret reat［J］．Journal of Glaciology，1997，43（144）：328-338．

［6］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）：33-341．［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．］

［7］Shi Yafeng，Xie Zichu．General features of modern glaciers in China［J］．Acta Geographica Sinica，1964，30（3）：183-208．［施雅风，谢自楚．中国现代冰川的基本特征［J］．地理学报，1964，30（3）：183-208．］

［8］Huang Maohuan．The movement mechanisms of theÜrümqi Glacier No．1，Tianshan Mts．，China［J］．Annals of Glaciology，1992，16：39-44．

［9］Jing Xiaoping，Huang Maohuan，Chen Jianming，et al．Basal deformation ofÜrümqi Glacier No．1，Tianshan Mts．，China［J］．Annals of Glaciology，1992，16：123-126．

［10］Jing Zhefan，Zhou Zaiming，Liu Li．Progress of 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．］

［11］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．］

［12］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．］

［13］Sun Zuozhe，Chen Yaowu，You Genxiang，et al．Flow characteristics of 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．］

［14］Jiang Yan，Zhou Chenghu，Cheng Weiming．Analysis on the Characteristics of Runoff Time Series in Akesu Basin［J］．Progress in Geography，2005，24（1）：87-96．［蒋艳，周成虎，程维明．新疆阿克苏河流域年径流时序特征分析［J］．地理科学进展，2005，24（1）：87-96．］

［15］Su Zhen，Song Guoping，Wang Lilong．Modern glaciers in Mt．Tuomuer［M］／／Glacial and Meteorology in Mt．Tuomuer District，Tianshan．Ürümqi：Xinjiang People’s Publishing House，1985：32-88．［苏珍，宋国平，王立伦．托木尔峰地区的现代冰川［M］／／天山托木尔峰地区的冰川与气象．乌鲁木齐：新疆人民出版社，1985：32-88．］

［16］Xu Shaoquan，Zhang Huahai，Yang Zhiqiang，et al．Principles and Applications of the GPS Surveying［M］．Wuhan：Press of Wuhan University，2003：66-72．［徐绍铨，张华海，杨志强，等．GPS测量原理及应用（修订版）［M］．武汉：武汉大学出版社，2003：66-72．］

［17］Rivera A，Casassa G，Bamber J，et al．Ice-elevation changes of Glaciar Chico，southern Patagonia，using ASTER DEMs，aerial photo graphs and GPS data［J］．Glaciol．，2005，51（172）：105-112．

［18］Wang Jiexian，Wang Jun，Lu Caiping．Problem of coordinate transformation between WGS-84and BEIJING54［J］．Geod．Geodyn．，2003（3）：70-73．［王解先，王军，陆彩萍．WGS-84与北京54坐标的转换问题［J］．大地测量与地球动力学，200（3）：70-73．］

［19］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．］

［20］Jing Zhefan．Surface velocity and the termini variations of Glacier No．1at the headwater ofÜrümqi River，Tianshan［R］．Annual Report of Tianshan Glaciological Station，1997，14：76-79．［井哲帆．乌鲁木齐河源1号冰川表面运动速度和冰舌进退变化（1995—1996）［R］．中国科学院天山冰川观测试验站年报，1997，14：76-79．］

［21］Jing Zhefan．Surface velocity and the termini variations of Glacier No．1at the headwater ofÜrümqi River，Tianshan［R］．Annual Report of Tianshan Glaciological Station，1999，15：154-159．［井哲帆．乌鲁木齐河源1号冰川表面运动速度和冰舌末端变化（1996／1997和1997／1998年度）［R］．中国科学院天山冰川观测试验站年报，1999，15：154-159．］

［22］Jing Zhefan．Surface velocity and the termini variations of Glacier No．1at the headwater ofÜrümqi River，Tianshan［R］．Annual Report of Tianshan Glaciological Station，2001，16：61-66．［井哲帆．乌鲁木齐河源1号冰川表面运动速度和冰舌末端变化（1998／1999和1999／2000年度）［R］．中国科学院天山冰川观测试验站年报，2001，16：61-66．］

［23］Shi Yafeng．The Introduction to Glacier in China［M］．Beijing：Science Press，1988：88-104．［施雅风．中国冰川概论［M］．北京：科学出版社，1988：88-104．］

［24］Sun Zuozhe，Chen Yaowu，Zhang Jinhua．The velocity of Glacier No．1at the headwater ofÜrümqi River［R］．Annual Report of Tianshan Glaciological Station，1980，1：22-30．［孙作哲，陈要武，张金华．乌鲁木齐河源1号冰川表面运动速度［R］．天山冰川站年报，1980，1：22-30．］

Features of the Surface Flow Velocity on the Qingbingtan Glacier No．72，Tianshan Mountains

CAO Min1， LI Zhong-qin1，2， LI Hui-lin2
（1．College of Geography and Environment Science，Northwest Normal University，Lanzhou Gansu 730070，China；2．The State Key Laboratory of Cryospheric Sciences／Tianshan Glaciological Station，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou Gansu 730000，China）

Abstract：Movement is the main characteristic making glacier ice differ from other ice in nature．Observation of surface flow velocity is a basic method to study the glacier movement．Tomur Peak is the region with the highest concentration of glaciers in the Tianshan Mountains，and the glaciers are the main water resources for Aksu Municipality．Because of the important role of glaciers in local water resources，to study the current state and future evolution of the glaciers and glacial runoff in the municipality is urgent need．However，the study is hampered，because there is almost no observed glacier movement data here．To fill the blank，in August 2008，a large-scale scientific expedition was taken by Tianshan Glaciological Station，during which 21stakes were set on the glacier for glacier flow velocity and mass balance observations．The Global Positioning System was applied to monitor the stake position．In July and August 2009，the measurement of the position of stakes was taken repeatedly．According to all the measured data，the features of surface flow velocity of the glacier is obtained，showing that the maximum horizontal surface velocity was around 73．4 m⋅a-1，averaging at 47．1m⋅a-1in the tongue area．The spatial distribution of velocity was highly correlated with geometry of the glacier surface．There is obvious seasonality of the surface flow velocity．In detail，the velocities in the ablation season are significantly higher than that in non-melting season．In addition to the contribution of basal sliding，the ablation season velocity is also impacted by the ablation at the glacier bottom．Comparing to the corresponding features of theÜrümqi Glacier No．1，the velocity of Qingbingtan Glacier No．72is much higher，the mass transport by movement is more active，and the basal sliding is more significant．Generally，the velocity features of the Qingbingtan Glacier No．72are similar to those of maritime glaciers in China．

Key words：Qingbingtan Glacier No．72；GPS；velocity characteristics；seasonality

中图分类号：P343．6

文献标识码：A

文章编号：1000-0240（2011）01-0021-09

收稿日期：2010-06-06；

修订日期：2010-11-26

基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-EW-311）；国家重点基础研究发展规划项目（2010CB951003）；国家自然科学基金项目（40631001；91025012）资助

作者简介：曹敏（1983—），男，甘肃平凉人，2008年毕业于西北师范大学，现为在读硕士研究生，主要从事冰川运动与冰川变化研究．E-mail：caominkyo520＠163．com

＊通讯作者：李忠勤，E-mail：lizq＠lzb．ac．cn