【类型】期刊

【作者】何海迪，李忠勤，王璞玉，张明军，王林（西北师范大学地理与环境科学学院；中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站）

【作者单位】西北师范大学地理与环境科学学院；中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站

【刊名】冰川冻土

【关键词】 北极；斯瓦尔巴；冰川物质平衡；平衡线高度(ELA)；气候变化

【资助项】国家重大科学研究计划项目(2013CBA01801)；国家自然科学基金项目(41301069,41641003)资助

【ISSN号】1000-0240

【页码】P701-709

【年份】2019

【期号】第4期

【期刊卷】1;|7;|8;|2

【摘要】利用长时间序列的冰川物质平衡资料,详细分析了北极斯瓦尔巴地区冰川的物质平衡变化特征以及气候因子对物质平衡的影响。结果表明:近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡一般为负值,年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势,累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外,其他冰川不存在短期内的平衡波动。季节变化表现为夏季消融、冬季积累,且夏季消融比冬季积累波动更大,冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势。冰川净平衡与平衡线高度(ELA)呈负相关(平均相关系数为-0.89),与积累区面积比率(AAR)呈正相关(平均相关系数为0.84),该地区大多数冰川AAR减小,说明冰川物质补给处于劣势,冰川物质平衡向负平衡发展。夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因。

【全文】 文献传递

近50年来北极斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化特征

何海迪1， 李忠勤1,2， 王璞玉2， 张明军1， 王 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 西北生态环境资源研究院 冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站， 甘肃 兰州 730000)

摘 要： 利用长时间序列的冰川物质平衡资料， 详细分析了北极斯瓦尔巴地区冰川的物质平衡变化特征以及气候因子对物质平衡的影响。结果表明： 近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、 零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡一般为负值， 年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势， 累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外， 其他冰川不存在短期内的平衡波动。季节变化表现为夏季消融、 冬季积累， 且夏季消融比冬季积累波动更大， 冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势。冰川净平衡与平衡线高度(ELA)呈负相关(平均相关系数为-0.89)， 与积累区面积比率(AAR)呈正相关(平均相关系数为0.84)， 该地区大多数冰川AAR减小， 说明冰川物质补给处于劣势， 冰川物质平衡向负平衡发展。夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因。

关键词： 北极； 斯瓦尔巴； 冰川物质平衡； 平衡线高度(ELA)； 气候变化

0 引言

20世纪以来全球气温持续升高， 导致冰川面积急剧萎缩、 厚度迅速变薄、 冰储量严重亏损， 冰川变化已引起全球人们的广泛关注[1]。冰川变化对气候变化非常敏感， 而冰川物质平衡的变化对气候变化响应最明显。冰川物质平衡是联系气候和冰川变化的纽带， 是冰川对所在地区气候状况直接的、 不滞后的反映， 是连接冰川作用区能量-物质-水交换的纽带[2]， 因此对它的研究备受关注[3]。气候变暖背景下研究北极小冰川物质平衡变化及其对气候变化的响应， 对于认知未来海平面变化具有重要价值[4]。斯瓦尔巴地区位于北大西洋暖流的最北端， 其冰川物质平衡对北大西洋暖流的波动和相应的气候变化十分敏感， 是国际上监测研究的重点区域之一。

挪威极地研究所最早于1950在Finsterwalderbeen冰川上开展了系统的物质平衡观测， 计算出了冰体长度、 汇水面积和冰川面积， 1950-1968年期间冰川体积减小， 表面高程降低， 冰川稳定退缩[5]。之后， 分别于1966年和1967年对具有最长物质平衡观测序列的Austre Brøggerbreen冰川和Midtre Lovénbreen冰川开展物质平衡观测。研究显示， 自小冰期结束以来几乎所有的观测年中夏季消融比冬季积累更大， 导致冰体稳定地减小。虽然两条冰川均呈负物质平衡状态， 但无明显的增减趋势。Austre Brøggerbreen冰川在1966-1988年间累积物质损失量超过1967年冰川体积的10%， Midtre Lovénbreen冰川在1967-2002年间没有明显的变化趋势[6-7]。苏联从1974年开始陆续对斯瓦尔巴地区3条山谷冰川开展短期的物质平衡观测。结果显示， 冬季积累相对稳定， 夏季消融波动较大， 而冰川净物质平衡与夏季消融保持同步变化的趋势[8]。1987年挪威冰川学家对面积更大、 海拔更高的Kongsvegen冰川进行物质平衡和运动速度观测， 发现1987-1999年该冰川物质平衡呈略微增长的态势， 且冬季积累和夏季消融没有趋势性表现[9]， 该冰川更加接近稳定态的平衡[10]。波兰冰川学家于1989年对Hansbreen冰川进行观测研究， 发现1989-2001年期间冰川稳定退缩[9]。

我国学者于2004年7月在斯瓦尔巴群岛新奥尔松(Ny-Ålesund， 78.55° N、 11.56° E)建立黄河站并进行了首次冰川考察， 深入了解了站区附近的冰川分布、 冰川类型、 到站区距离、 正在开展的冰川监测。根据后勤保障条件和冰川学研究意义选择了Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川作为监测对象， 弥补了我国冰川学研究在北极地区的空白。艾松涛等[11]在2005年第二次北极黄河站考察期间， 分析了利用差分GPS进行北极冰川运动监测的可行性和优越性， 初步处理了首期GPS监测的数据， 得出了较为满意的结果， 并讨论了在北极冰川上进行GPS测量应该注意的问题。徐明星等[12]总结了北极斯瓦尔巴地区自1950年以来冰川物质平衡的主要特征， 冰川净平衡、 冬季积累和夏季消融没有明显的长期变化趋势， 净平衡一般为负值， 导致冰体不断缩减； 净平衡与冰川平衡线高度具有良好的负相关性。程振波等[13]对斯瓦尔巴群岛的地理、 历史、 气候环境、 矿产资源和动植物等进行了概述。徐明星等[4]对比分析了1946-2005年斯瓦尔巴地区、 斯堪的纳维亚与挪威南部冰川的物质平衡， 发现斯瓦尔巴地区冰川物质平衡具有较低的年振幅和较小的年际变化； 越是趋向海洋型的冰川其气候敏感性越高。徐明星等[14]对斯瓦尔巴地区Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川表面物质平衡进行了分析， Austre Lovénbreen冰川和Pedersenbreen冰川物质平衡分别为-440 mm和-200 mm， 消融量分别为990 mm和940 mm， 冰川零平衡线高度分别为478 m 和494 m。李鹏等[1]以北极Austre Lovénbreen冰川为例对基于GIS的冰川末端变化计算方法进行了研究， 建议用最短距离的特征点法计算冰川末端变化量。艾松涛等[15]研究了Pedersenbreen冰川变化， 发现该冰川从20世纪初小冰期结束以后经历了一个明显的退缩， 冰舌退缩了0.6 km 以上， 体积减少了近13%， 且在最近20年出现了加速消融的趋势。2009-2011年孙维君等[16]在Austre Lovénbreen冰川上B2、 E2和F点开展了20 m 千层冰温监测工作， 3点处冰温活动层下界的深度均为14 m， 冰温年平均值分别为-2.76 ℃、 -3.23 ℃和-2.84 ℃。丁一等[17]利用斯瓦尔巴地区1901-2014年的月平均气温资料分析了该地区的气候特征及趋势变化， 发现年平均气温呈现上升趋势， 增温率为0.27 ℃·(10a)-1， 春、 冬季增温明显， 气温序列在1999年发生突变， 增温速率明显加快。

鉴于此， 本文综合已有研究， 并选取斯瓦尔巴地区监测序列较长的7条冰川的物质平衡观测资料以及冰川附近气象站资料， 分析了冰川年物质平衡和累积物质平衡变化、 季节物质平衡变化、 平衡线高度和积累区面积比率变化， 以及冰川物质平衡与气候变化的关系。本研究对斯瓦尔巴地区生态环境监测和全球气候预测， 以及冰川物质平衡动态监测和研究具有重要意义。

1 研究区概况

斯瓦尔巴是北冰洋上的一个群岛， 属于挪威领土， 位于北大西洋暖流的最北端。整个岛屿被浅海大陆架包围， 总面积为62 248 km2， 主要岛屿有斯匹次卑尔根岛、 东北地岛、 巴伦支岛、 埃季岛。其地貌由许多陡峭崎岖的山脉和冰川侵蚀的峡湾组成， 东部的岛屿临近巴伦支海， 地形平坦， 以低海拔的冰帽为主。该地区约60%的地表被冰川(帽)覆盖， 冰川总数超过2 100条， 普遍发育山谷或冰斗冰川[18]， 总的冰体积约为7 000 km3。境内几乎涵盖了所有类型的冰川， 大部分为亚极地型或多热型的小冰川(<5 km2)[19]。受大西洋暖流的影响， 斯瓦尔巴地区实际气温较同纬度其他地区偏高。在斯匹次卑尔根岛西海岸， 年均温为-6 ℃， 最暖月(7月)气温可达5～6 ℃， 最冷月(1-3月)气温为-15 ℃[18]。内陆地区气温略微低于沿海地区， 而且更具大陆性特点。斯匹次卑尔根岛属于苔原气候， 海洋性气候特征显著， 多雾[13]。冰川及气象站点分布如图1所示。

2 数据来源

冰川物质平衡数据来自世界冰川监测服务处(WGMS)， 包括冰川净平衡、 夏平衡、 冬平衡以及平衡线高度和积累区面积比率。Austre Lovénbreen冰川数据来自于李忠勤研究团队的观测。冰川基本信息见表1。斯瓦尔巴机场站已经恢复了斯瓦尔巴地区1912年以来的气温资料， 本文选取该气象站1965-2015年的气温资料作为研究对象。斯瓦尔巴机场站的气温变化与格陵兰地区具有较好的一致性， 而且与斯堪的纳维亚地区具有一定的相似性。由此， 斯瓦尔巴机场站气温资料在斯瓦尔巴地区乃至格陵兰等地区都具有一定的代表性， 能够反映当地气候变化特征[20]。1975-2015年的降水资料来自于新奥尔松气象站。两气象站信息见表2。

3 冰川物质平衡变化特征

3.1 年际变化

斯瓦尔巴地区冰川物质平衡年际变化波动较大且呈负平衡趋势。对比观测结果发现， 该地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、 零平衡/略微增长两种状态。Austre Brøggerbreen冰川、 Kongsvegen冰川和Midtre Lovénbreen冰川具有较长的物质平衡观测序列， 1968-2015年期间冰川净物质平衡分别为-453 mm、 42 mm和-380 mm， 仅在1987年和1991年3条冰川同时显示出正物质平衡状态， 说明这两年为异常冷夏， 消融量比平均年份少。虽然3条冰川均呈负物质平衡状态， 但并未呈现明显的增减趋势。2005-2014年， Austre Lovénbreen冰川主要呈负物质平衡状态， 物质平衡呈波动变化， 年际变化显著， 且有负平衡发展的趋势， 2014年达极大正平衡值， 其余年份一直呈负平衡状态。Irenbreen冰川和Waldemarbreen冰川物质平衡年际变化波动较大且负平衡趋势明显， 冰川净平衡分别为-840 mm 和-700 mm， 说明冰川一直处于退缩状态。Irenbreen冰川消融最强烈， 自2010年起该冰川出现加速消融趋势。位于斯瓦尔巴地区南部的Hansbreen冰川， 属于较为平坦的潮汐型冰川。在风潮的影响下冰川自身的活动性较强， 极地东风盛行， 风力强劲， 每年至少有40天风力超过15 m·s-1， 风吹雪现象严重， 导致冰川表面积雪覆盖极不均匀， 加之末端崩解严重， 对该冰川物质平衡变化影响较大[21]。Hansbreen冰川自观测以来冰川年物质平衡在-1 100～150 mm间波动， 年均净平衡为-298 mm。1989-2005年净平衡呈显著下降趋势， 2005年之后该冰川净平衡出现较多正值。2005-2014年净平衡也呈下降趋势， 但负平衡趋势较1989-2005年弱。该冰川物质平衡年际变化主要受夏季积雪消融的影响。

图2为冰川净物质平衡累积曲线。这些冰川大多面积较小， 海拔较低， 累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外， 其他冰川不存在短期内的平衡波动。Kongsvegen冰川面积较大， 海拔较高(0～1 050 m)， 且具有大范围的粒雪带， 是斯瓦尔巴地区变化最不稳定的冰川之一[12]。1978-2002年累积物质平衡值呈正平衡增长， 期间有两次明显的波动， 1996年达到峰值1 470 mm， 1997-2004年物质亏损加速， 2005-2008年保持稳定的负平衡。Kongsvegen冰川累积物质平衡为-2 082 mm， 年均物质亏损仅为 39 mm。Hansbreen冰川累积物质平衡为-7 153 mm， 年均亏损相对较慢， 为272 mm。2004-2008年保持稳定的负平衡， 2009年后物质亏损速率减缓。Irenbreen冰川和Waldemarbreen冰川累积物质平衡曲线斜率较其他冰川大， 反映出具有较高的冰川消融量。这是因为这两条冰川冬季积累相对较少， 且夏季消融较大。Austre Lovénbreen冰川2005-2010年累积物质平衡呈稳定负平衡变化， 2011年开始冰川物质亏损加速。

3.2 季节变化

斯瓦尔巴地区冰川冬平衡均值为672 mm， 夏平衡均值为-1 095 mm， 季节差异明显(图3)。Austre Brøggerbreen冰川、 Kongsvegen冰川和Midtre Lovénbreen冰川冬季积累和夏季消融没有趋势性的表现， 且冬季积累波动亦小于夏季消融。Hansbreen冰川冬平衡均值为963 mm， 夏平衡均值为-1 279 mm， 是所选冰川中冬季积累量和夏季消融最量大的冰川。Austre Lovénbreen冰川、 Irenbreen冰川和Waldemarbreen冰川同样显示出冬季积累相对稳定、 夏季消融波动较大， 而冰川净平衡与夏季消融保持同步变化的趋势。而且Irenbreen冰川和Waldemarbreen冰川冬季积累相对较少， 夏季消融较大， 冰川年消融量较高。斯瓦尔巴地区冰川物质平衡季节变化总体上表现出夏季消融、 冬季积累， 且夏季消融比冬季积累波动更大， 冬季积累相对稳定的变化趋势。冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势， 即年变化主要受夏平衡变化的影响。

3.3 冰川物质平衡与平衡线高度

平衡线高度(ELA)是冰川积累区与消融区的重要分界线， 也是冰川对气候变化响应的一个重要参数[22-23]。冰川净平衡与平衡线高度之间具有高度相关性。徐明星等[12]将Austre Brøggerbreen冰川、 Midtre Lovénbreen冰川、 Kongsvegen冰川和Hansbreen冰川历年净物质平衡与平衡线高度实测资料通过回归分析得出简单线性方程， 相关系数分别为-0.96、 -0.95、 -0.97和-0.95， 表明冰川净平衡与平衡线高度之间具有良好的负相关性。

本文对斯瓦尔巴地区冰川净平衡和平衡线高度数据(表3)回归分析发现， Austre Brøggerbreen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.95， 49年间平衡线高度上升47 m， 且正平衡年比负平衡年高出178 m。Austre Lovénbreen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.95， 平衡线在212～571 m之间震荡， 正平衡年比负平衡年高出70 m。Hansbreen冰川净平衡与平均平衡线高度相关系数为-0.69， 自观测以来平衡线高度下降了2.5 m， 风吹雪导致雪再沉积， 该冰川平衡线向西部低海拔的冰川中心线倾斜。Irenbreen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.92， 该冰川是所选冰川中平衡线高度变化幅度最大的(上升230 m)。Kongsvegen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.97， 正平衡年与负平衡年之比为20∶29， 是所选冰川中平衡线海拔最高和正物质平衡年最多的冰川。Midtre Lovénbreen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.94， 48年来平衡线高度上升14 m， 正平衡年比负平衡年高140 m。Waldemarbreen冰川净平衡与平衡线高度相关系数为-0.87， 近20年平衡线高度上升103 m。相关系数说明斯瓦尔巴地区冰川净平衡与平衡线高度具有高度的负相关性， 与徐明星等[12]研究结果一致。Austre Brøggerbreen冰川、 Irenbreen冰川、 Midtre Lovénbreen冰川和Waldemarbreen冰川的平均平衡线高度远高于其稳定状态的平衡线高度(零平衡线高度)， 说明冰川消融强烈。Kongsvegen冰川平均平衡线高度接近其稳定状态的平衡线高度， 与该冰川观测期间处于平衡或略微增长状态相一致。

3.4 积累区面积比率变化

积累区面积比率(accumulation area ratio， AAR)作为平衡线高度变化的一个重要指标， 其大小可反映冰川补给条件的优劣[24]， 因此WGMS将AAR作为衡量冰川物质平衡变化的重要指标。斯瓦尔巴地区冰川净平衡与AAR呈正相关(平均相关系数为0.84)。当AAR减小到零时， 整条冰川均为消融区。Austre Brøggerbreen冰川49年间AAR下降了16%， 其中有6年AAR等于零， 整条冰川均为消融区。Hansbreen冰川的AAR呈上升趋势， 增加了12%， 2000年和2001年整条冰川均为消融区。Irenbreen冰川的AAR是所选冰川中下降趋势最明显的， 缩小了30%。Kongsvegen冰川的AAR下降了28%， 截至2015年该冰川一直有积累区存在。Midtre Lovénbreen冰川的AAR下降了23%， 其中有3年整条冰川均为消融区。Waldemarbreen冰川的AAR减小了18%， 1998年和2013年该冰川平衡线高度超出了冰川上界， AAR为零， 整条冰川处于消融状态。斯瓦尔巴地区大多数冰川的AAR减小， 说明冰川物质补给处于劣势， 冰川物质平衡向负平衡发展。

4 气候因子对冰川物质平衡的影响

4.1 气温

斯瓦尔巴地区是20世纪增温最显著区域之一。斯瓦尔巴机场站的气温资料[图4(a)]显示， 该区域有0.27 ℃·(10a)-1的增温趋势， 1901-2014年气温增长3.05 ℃， 多年平均气温为-6.01 ℃。四季气温均呈升高趋势， 其中冬季升温最明显， 夏季升温速度最慢， 年内最高温出现在7月。Mann-Kendall突变性检验结果表明， 在0.01水平的显著性检验之下， 气温在1999年发生突变， 之后增温趋势显著[17]。新奥尔松站的气温资料[图4(a)]显示， 该区域有0.79 ℃·(10a)-1的增温趋势， 夏季呈0.21 ℃·(10a)-1的增温趋势， 气温升高加剧了冰川物质亏损。将新奥尔松站的夏季气温与冰川物质平衡进行相关性分析， 发现冰川物质平衡亏损与夏季气温升高有很好的相关性(R=0.73)。因此， 夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因， 与徐明星等[12]研究结果一致。

4.2 降水

北极地区的降水通常较小， 斯匹次卑尔根岛西海岸的年降水量约为400 mm， 内陆地区仅有200 mm。受低压槽的作用， 巴伦支海峡东风频繁， 使得巴伦支岛东海岸具有斯瓦尔巴地区最高的年降水量[25]。夏季降水占年降水总量的20%且呈下降的趋势， 说明夏季降水对冰川积累影响较小。选取1975-2014年冬平衡年(10月至翌年4月)降水数据[图4(b)]分析冬季降水对该地区冰川物质积累的影响。结果表明， 该地区近40年的降水呈缓慢的增加趋势， 降水量增加了116 mm， 且冬季降水增量最大， 1993年出现最大值490 mm， 最小值(143 mm)出现在1982年， 冬季多年平均降水量为268 mm。但冬季降水对该地区冰川物质平衡变化影响并不显著， 与徐明星等[12]研究结果(冬季降水导致各冰川净平衡显著变化)不一致。这可能与近年来冬季升温明显、 积雪的年际变化主要受夏季消融的影响、 强劲的极地东风对降雪分布的影响[26]有关。

4.3 环流

格陵兰岛以东包括挪威海、 格陵兰海、 巴伦支海以及相关联的北欧大陆沿海及其岛屿， 因为全年都能受到北大西洋暖流的影响， 使其成为北极圈里最暖的地方[27]。近年来一项新的研究认为， 北大西洋暖流正在得到来自非洲南部的洋流“支援”， 受气候变化影响， 这一趋势可能会进一步加强， 同时厄加勒斯暖流正在给北大西洋经向翻转环流补充越来越多的盐分， 增强了北大西洋暖流的稳定性[28]。北大西洋暖流使北极圈内增温作用明显， 1月平均气温比同纬度的亚洲海岸高出15～20 ℃[27]， 导致斯瓦尔巴地区冰川冬季积累对年平衡影响较小， 夏季消融强烈， 冰川物质平衡呈负平衡发展。

5 结论

(1) 近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、 零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势， 累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外， 其他冰川不存在短期内的平衡波动。

(2) 斯瓦尔巴地区冰川冬平衡均值为672 mm， 夏平衡均值为-1 095 mm， 季节差异明显。冰川物质平衡季节变化总体上表现为夏季消融、 冬季积累， 且夏季消融比冬季积累波动更大， 冬季积累相对稳定的变化趋势。冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势， 即物质平衡年变化主要受夏平衡变化的影响。

(3) 回归分析发现斯瓦尔巴地区冰川净平衡与平衡线高度具有高度的负相关性(平均相关系数为-0.89)， 与积累区面积比率呈正相关(平均相关系数为0.84)。如果物质平衡增加(减少)100 mm， 冰川平衡线高度将平均升高(下降)21 m， 积累区面积比率将平均增大(减小)4.5%。该地区大多数冰川积累区面积比率减小， 说明冰川物质补给处于劣势， 冰川物质平衡向负平衡发展。

(4) 斯瓦尔巴地区是20世纪增温最显著的区域之一， 分析发现冰川物质平衡亏损与夏季气温升高有很好的相关性(R=0.73)， 夏季气温是影响该地区冰川物质平衡变化的主控因子。虽然该地区的降水也呈缓慢的增加趋势， 但由于近年来该地区冬季升温明显、 强劲的极地东风对降雪分布的影响、 积雪的年际变化主要受夏季消融的影响等多种原因， 冬季降水对该地区冰川净平衡变化影响较小。北大西洋暖流增温作用加剧了该地区冰川物质平衡向负平衡发展。

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(本文编辑： 武俊杰)

Variation characteristics of glacier mass balance in Svalbard, Arctic, in recent 50 years

HE Haidi1, LI Zhongqin1,2, WANG Puyu2, ZHANG Mingjun1, WANG Lin2
(1.College of Geography and Environment Sciences, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China; 2.State Key Laboratory of Cryospheric Science / Tianshan Glaciological Station, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China)

Abstract: This research aims at analyzing mass balances of seven glaciers in Svalbard, Arctic, including Austre Brøggerbreen, Austre Lovénbreen, Hansbreen, Irenbreen, Kongsvegen, Midtre Lovénbreen and Waldemarbreen, by using their long-time series of mass balance. Also, the effects of temperature and precipitation on the mass balance are discussed. Results show that: In recent 50 years, glacier mass balance in Svalbard has been mainly in negative balance and zero balance with slightly positive balance two states. Cumulative mass balance has showed a negative balance without fluctuation in a short term, except for Kongsvegen. Seasonally, there has been ablation in summer and accumulation in winter, with ablation in summer more than accumulation in winter. Between glacier mass balance and the equilibrium line altitude (ELA), there is a negatively correlation (mean R=-0.89); between glacier mass balance and the accumulation area ratio (AAR), there is a positively correlation (mean R=0.84). Most glacier accumulation area ratio is going to decrease, showing glacier mass supply is in a disadvantage, resulting in a negative balance of glacier mass. Summer temperature increasing is probably a direct cause for accelerating glacier mass loss.

Key words: Arctic; Svalbard; glacier mass balance; equilibrium line altitude (ELA); climate change

DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2017.0080

HE Haidi, LI Zhongqin, WANG Puyu, et al. Variation characteristics of glacier mass balance in Svalbard, Arctic, in recent 50 years[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2017, 39(4): 701-709. [何海迪, 李忠勤, 王璞玉, 等. 近50年来北极斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化特征[J]. 冰川冻土, 2017, 39(4): 701-709.]

收稿日期： 2017-03-13;

修订日期: 2017-04-30

基金项目: 国家重大科学研究计划项目(2013CBA01801)； 国家自然科学基金项目(41301069； 41641003)资助

作者简介: 何海迪(1990-)， 女， 甘肃民勤人， 2015年在兰州城市学院获学士学位， 现为西北师范大学在读硕士研究生， 从事冰川变化研究. E-mail: 18298339647@163.com

通信作者： 李忠勤， E-mail: lizq@lzb.ac.cn.

中图分类号： P343.6

文献标志码： A

文章编号： 1000-0240(2017)04-0701-09