2.4 冰川
地表长期存在并能自行运动的天然冰体称为冰川,它是由大气固体降水经多年积累而成。一般把冰川面积超过s 0.1km2者作为统计对象。以雪线为界把冰川分为两部分,上部为粒雪盆(又称积累区),下部为冰舌区(又称消融区),它们构成一个完整的冰川系统。
(1)冰川的形成和类型
冰川源于降雪,只有在积雪逐渐压实转变为粒雪以后,才能变成冰川冰。可见,从新雪落地、积累、到变成冰川冰,要经历积雪、粒雪化和成冰作用三个过程。积雪如不转变为冰川冰,则只能是多年积雪。冰川必须在雪线以上才能形成,雪线是年降雪量等于年消融量的界线。雪线高度随季节、纬度等而变化。夏季温度高,雪线升高;冬季反之。低纬地区温度高,雪线亦高,南美20°~25°S间的安第斯山高达6400m,是世界上雪线最高之地。随着纬度升高,雪线高度降低,到极地附近降至海平面附近。雪线还受坡向影响,中国祁连山南坡雪线在4700~5000m之间,北坡仅约4400~4600m。
通常将冰川按形态、规模和运动特征分为大陆冰川和山岳冰川两种类型。
大陆冰川 (也称冰盖)的特点是面积大、冰层巨厚,分布不受下伏地形限制。冰川呈盾形,中部高,冰体向四周辐射状地挤压流动。地质时期的第四纪和石炭、二叠纪等大冰期中,大陆冰川广泛分布。目前只出现在两极地区,如南极大陆、格陵兰、冰岛等地。
山岳冰川 又称谷冰川,分布于中低纬地区的高山地区,沿下坡流动而成为一条狭窄的冰河。冰河也可由数条支流冰川汇合而成。山岳冰川的形态受地形制约,其规模和厚度远不及大陆冰川。
(2)冰川的分布
冰川自两极到赤道地区的高山都有分布,总面积约达0.162325×108km2,即覆盖了地球陆地面积的11%。冰川储水总量达0.292×108km2(表7—1),占世界总水量的2.07%,占全球淡水量的77.4%,是地表最重要的淡水资源。
据《世界水量平衡和全球水资源》(1978)统计,冰川分布面积如表7—2。
南极大陆是世界上冰川最集中的地区,不仅冰盖面积巨大,而且冰层平均厚达2000m,最大厚度超过4000m。据中国科学院兰州冰川冻土研究所1987年冰川编目资料,中国冰川面积共58651.08km2,冰储量5132.22km3。如不计喜马拉雅山和唐古拉山,中国共有冰川33483条。年平均冰川径流量约为563×108m3。
(3)冰川对自然环境的影响
冰川对自然环境的影响是多方面的。在地质时期的冰期与间冰期对全球气候、生物和海陆变化产生巨大影响。在现代,冰川对于气候、水分循环、地形和植被都有重要的影响。
规模小的冰川对附近局部地区的气候发生影响,规模巨大的南极冰川和格陵兰冰川对气候的影响可及广大地区,甚至全球。南极巨大的冰盖是地球巨大的冷源,形成强大的稳定的高压中心,使南极地面盛行南风或东南风。同时,稳定的冷高压使气旋难以深入南极大陆,再加之气温很低,空气含水量很少,导致该区降水稀少,年降水量仅数10mm。
冰川在全球水分循环中起一定作用,它一方面可以储存从海面蒸发转移来的水分,另一方面冰川消融又通过河川径流汇入海洋。冰川对气候变化相当敏感,冰期中全球气候变冷时冰川面积扩大,海平面下降,当全球气候变暖时冰川面积缩小,海平面上升。
世界各地的冰川由于所处地理环境不同,消融或积累强度不同。如极地冰盖每年消融20~80cm厚的冰层,格陵兰冰川每年消融100cm,阿尔卑斯山冰川每年消融300cm。据计算,目前全球冰川的平均消融量约3000km3,这一数字近于全世界河流水量的3倍。冰川融水成为江河水量的重要补给来源。中国西部广大干旱地区,靠夏季雪山冰川消融的水流滋润大地,形成绿洲。
冰川运动还可能对生物界带来灾难,尤其是冰川大规模的推进,常常使植被遭受灭顶之灾,动物也被迫迁移,土壤发育过程亦将中断,自然地带将相应向低纬和低海拔地区移动。冰川退缩时,植被和土壤逐渐重新发育,自然地带相应向高纬和高海拔地区移动(见第十一章2.2节)。