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青藏高原所完成一维冰川能量和物质平衡模型开发

文章来源:青藏高原研究所    发布时间:2017-04-21  【字号:      】

  第三极地区有大量冰川,其冰川消融和物质平衡对周边水资源有重要影响。在全球变暖的背景下,大量的冰川融水可能导致水文过程改变,引发冰崩和冰湖溃决等自然灾害。基于能量平衡的冰川物质平衡模型可以有效地模拟冰川物质平衡以及冰川消融,并预测其变化。

  中国科学院青藏高原研究所、青藏高原地球科学卓越创新中心研究员阳坤团队的丁宝弘历时八年,开发了一个基于焓的冰川物质与能量平衡模型(Water and Enthalpy Budget-based Glacier mass balance Model,简称为“WEB-GM”,图1)。该模型使用焓作为模型基本变量,相较以温度为变量的传统能量平衡模型而言,可以简化能量平衡计算,并提高模拟精度。同时,模型中引进了课题组开发的降水类型识别方案、考虑雨夹雪和薄雪的反照率参数化方案,以及冰面湍流参数化方案。

  模型应用于藏东南帕隆藏布4号冰川的结果表明:该模型可以较好地模拟出冰川物质平衡、表面反照率、表面温度、感热通量和潜热通量等,比传统的冰川物质与能量平衡模型具有明显优势(图2)。

  该研究得到国家自然科学基金(41190083、41501078)和中科院战略科技先导专项B类(XDB03030300)等项目资助。文章已发表于《水资源研究》(Water Resources Research)。

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图1. (a) WEB-GM的模型示意图;(b) 模型的冰雪分层方法;(c) 各层的物质平衡;(d) 各层的能量平衡。

 

  图2. 藏东南帕隆藏布4号冰川2009年夏季消融期观测与新建的能量平衡模型(WEB-GM) 以及传统的能量平衡模型 (Fujita model) 模拟的结果对比:(a) 累积冰川消融深度, (b) 日均表面温度, (c) 日均表面感热通量, (d) 日均表面潜热通量。通量方向以向下为正值。




(责任编辑:叶瑞优)

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