山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型及其应用

度日模型计算冰川物质平衡
计算冰川物质平衡是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。

度
日模型是一种常用的方法，用来估算冰川的物质平衡。

这种模型基
于冰川融化和蒸发的过程，通过对温度的变化进行建模来估算冰川
的质量变化。

首先，度日模型考虑了冰川表面的能量平衡，包括辐射能量的
吸收和反射、热量的传导和对流以及冰川表面的融化和蒸发。

这些
因素都会对冰川的物质平衡产生影响。

其次，度日模型还考虑了气温对冰川融化的影响。

随着气温的
升高，冰川融化速度会增加，导致冰川的物质平衡发生变化。

除了气温，降水也是影响冰川物质平衡的重要因素。

度日模型
通常会考虑降水对冰川的补给作用，以及降水引起的冰川融化等影响。

此外，地形和冰川自身的特性也会对物质平衡产生影响。

比如，冰川的坡度、海拔高度、覆盖物等都会对冰川的物质平衡产生影响。

综上所述，计算冰川物质平衡需要考虑气温、降水、地形和冰川自身特性等多个因素。

度日模型是一种常用的方法，但在实际应用中需要综合考虑多种因素，并结合实地观测数据进行验证，以获得准确的结果。

第43卷第2期 冰川冻土Vol. 43,N o. 2 2021 年 4 月_______________________JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY Apr. ,2021 D O I：10. 7522/j. issn. 1000-0240. 2021. 0040Z O U Xiaowei, S U N Weijun, Y A N G Diyi, et a l.Effect of cloud on surface energy balance of Laohugou Glacier No. 12, Qilian Mountains [j].Journal of Glaciology and Geocryology，2021,43(2):342-356•[邹小伟，孙维君，杨堤益，等.云量对祁连山老虎沟12号冰川表面能量平衡 的影响[J]•冰川冻土，2021,43(2) :342-356.]云量对祁连山老虎沟12号冰川表面能量平衡的影响邹小伟、孙维君\杨堤益2，王英珊\李延召3，晋子振3，杜文涛3,秦翔3(1.山东师范大学地理与环境学院，山东济南250014; 2.浙江省海宁市气象局，浙江海宁314400; 3.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祁连山冰川与生态环境综合观测研究站，甘肃兰州730000)摘要：为探讨云量对冰川表面能量平衡(S E B)的影响，利用架设在老虎沟丨2号冰川（简称12号冰川）消融区(4 550 m a. S. 1.)的自动气象站资料，结合能量平衡模型计算各能f l分量并分析其季节变化，通过云量参数化方案获取云量因子并S化其对冰川表面能量收支的影响。

结果表明：净短波辐射为冰川表面主要的能量来源(92%),净长波辐射为主要能量支出（61%),二者均受云量影响，但云的短波辐射效应更强（-37 W’m-2):云量通过影响辐射收支和湍流通量进而影响冰川表面能量收支，随云量的增加，冰川表面获得的能量减少，冰川消融速率降低与其他区域的冰川表面能M收支对比，除地理位置、反照率、气温等因素外，海拔和云量的影响也非常显著。

基于能量平衡的分布式融雪径流模型乔鹏;秦艳;刘志辉【期刊名称】《水文》【年(卷),期】2011(31)3【摘要】采用MODIS影像数据提取的积雪特征及T639L60气象预报场数据在WRF模式中的运行结果作为驱动,构造了一个以能量平衡为基础的融雪径流模型,将该融雪模型应用在天山北坡军塘湖河流域,对2010年径流模拟预报结果和实际观测数据分析显示:模型对雪深、雪水当量及融雪径流的模拟具有较好的拟合度,对提高融雪水资源管理效率及对融雪洪水预警具有一定的参考价值.%A distributed snowmelt runoff model was constructed based on energy balance, using snow data extracted from the MODIS image and the meteorology data from T639L60 forecasting field running by the WRF as the drivers. This model is mainly used in the Juntanghu river basin at present. The analysis of the results between the model simulation and measured data show that the model could properly simulate the depth of the snow, the snow water equivalent and the snowmelt runoff. Therefore, the model may provide reference to management of the snowmelt runoff and forecasting the flood of snowmelt runoff.【总页数】6页(P22-26,35)【作者】乔鹏;秦艳;刘志辉【作者单位】新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学教育部绿洲生态重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学教育部绿洲生态重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学教育部绿洲生态重点实验室,新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】P349【相关文献】1.基于能量平衡的无线传感器网络分布式成簇机制 [J], 冯冬青;邢凯丽2.基于可中断负荷和分布式发电机的配电公司多时段能量获取模型 [J], 李海英;宋建成;李渝曾3.基于M/M/1模型的多用户分布式系统负载平衡 [J], 陈国栋;陈永生4.基于不平衡扩展模型的火灾信息分布式压缩感知 [J], 庄哲民;吴力科;路小波5.基于分布式多媒体的最佳实时综合负载平衡算法及相关模型研究 [J], 周克江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

度日模型与简化型能量平衡模型的时空推广性分析——以乌鲁木齐河源1号冰川为例李汶峰;李忠勤;李慧林【摘要】以乌鲁木齐河源1号冰川为试验对象,对目前在区域尺度广为应用的2种物质平衡模型度日模型(DDM)与简化型能量平衡模型(sEBM)在时间与空间上的推广性进行分析.结果表明,在试验设定的条件下,sEBM唯有时间推广性较好,而DDM 的时空推广性皆较差.通过理论分析得到相同的结论,且发现冰川表面气温直减率与降水垂直梯度取值的准确性,对提升2种模型的空间推广性具有重要意义.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】7页(P47-52,130)【关键词】度日模型;简化型能量平衡模型;模型推广性;乌鲁木齐河源1号冰川【作者】李汶峰;李忠勤;李慧林【作者单位】西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070;西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070;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/天山冰川观测试验站,甘肃兰州730000;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/天山冰川观测试验站,甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】X83冰川物质平衡是冰川表面积累与消融的净差，是冰川对气候变化最直接的响应，也是冰川前进与后退的主要影响因素之一。

获取区域尺度冰川物质平衡动态变化结果，对于了解水资源时空分布和水循环过程具有重要意义。

在区域尺度内，模型模拟是冰川物质平衡的主要获取手段之一。

目前，应用较多的冰川物质平衡模型有3种，从极简至极繁分别为DDM、sEBM与全分量能量平衡模型。

因全分量能量平衡模型具有输入参数众多、计算复杂、耗时长等特点，仅被用于单条冰川或冰川上单点的物质平衡模拟与能质变化分析[1-2]。

DDM与sEBM已在流/区域甚至更大空间尺度内有广泛的应用[3-5]。

模型的时空推广性是指模型于某一时段在某一对象上完成参数率定后，将该模型与率定所得参数直接运用于不同时段及(或)不同对象，并最终获取可靠模拟结果的几率。

天山南坡科契卡尔巴西冰川物质平衡初步研究
张勇;刘时银;丁永建;李晶;上官冬辉
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】2006(28)4
【摘要】基于2003—2005年考察期间观测的气温与降水资料,运用度日物质平衡模型模拟了天山南坡科契卡尔巴西冰川近期的物质平衡变化状况.结果表明:度日物质平衡模型模拟的冰川物质平衡值与实测值的变化趋势基本一致,模型模拟结果较为理想;2003/2004年度和2004/2005年度两个物质平衡年的平均物质平衡值分别为-494和-384 mm,平衡线高度(ELA)比20世纪70年升高了300 m左右.由此可见,在由暖干向暖湿转型的气候背景下,尽管降水增加显著,但强烈的升温导致科契卡尔巴西冰川处于强烈的物质亏损状态.
【总页数】8页(P477-484)
【关键词】科契卡尔巴西冰川;度日物质平衡模型;物质平衡;暖湿
【作者】张勇;刘时银;丁永建;李晶;上官冬辉
【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈与环境联合重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】P343.6
【相关文献】
1.天山南坡科其喀尔巴西冰川消融估算 [J], 卿文武;陈仁升
2.新疆天山南坡表土花粉的初步研究 [J], 杨振京;张芸;毕志伟;杨庆华;孔昭宸;阎顺;
严明疆
3.天山南坡科契卡尔巴西冰川消融期雪面能量平衡研究 [J], 李晶;刘时银;张勇
4.天山南坡科其卡尔巴契冰川度日因子变化特征研究 [J], 张勇;刘时银;上官冬辉;谢昌卫;韩海东;王建
5.天山南坡科其卡尔巴契冰川消融期气候特征分析 [J], 张勇;刘时银;韩海东;王建;谢昌卫;上官东辉
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冰川物质平衡的一种简单数学表述法
丁永建;谢自楚
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】1991(13)3
【摘要】通过数学证明,当冰川处于零平衡状态时,冰川的平均总积累(或总消融)量等于此时平衡线处的总积累(或总消融)量。

根据这一结果,探讨了利用气候因子计算冰川物质平衡的途径,提出了相对物质平衡的概念。

相对物质平衡与物质平衡在判断冰川物质补给盈亏状况上具有同等的意义。

【总页数】6页(P213-218)
【关键词】冰川;物质平衡;零平衡线;夏季;气温
【作者】丁永建;谢自楚
【作者单位】中国科学院兰州冰川冻土研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P343.6
【相关文献】
1.几何设计中圆锥曲线法的一种表述法 [J], 王乃信;张公顺
2.对一些正项级数判别法的一种统一表述 [J], 赵治平
3.《成都市产品质量监督条例》获通过造假造多少罚多少/药品说明书必须实事求是表述应准确不得出现不适当文字、标识/二十一种家电实行地方『三包』/新修订的《商标法》自12月1日起施行/新修订的《煤矿安全规程》自11月1日起施行
/13种行为被列为价格欺诈 [J],
4.关于探索解题捷径的一种思考方法——全特征表述解题法的说明 [J], 李伟;
5.关于探索解题捷径的一种思考方法\r——全特征表述解题法的说明 [J], 李伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型及其
应用[
山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型是指以冰川表面为研究对象，分析其能量和物质平衡的一种数学模型。

该模型基于热力学原理、水文学和气象学知识，考虑到冰川表面的辐射收支、传热、传质、融
化和蒸发等过程，通过数学方程描述这些过程，并通过数值计算方法
模拟冰川表面的能量和物质平衡。

该模型的应用主要包括以下方面：
1. 冰川形态变化预测：通过模拟冰川表面的变化，可以预测冰川
形态的变化趋势和速率，为防灾减灾和资源管理提供科学依据和数据
支持。

2. 冰川水文模拟：通过模拟冰川表面的水文过程，可以预测冰川
径流的变化趋势和规律，为水资源管理和水灾防治提供科学依据和数
据支持。

3. 冰川气候变化研究：通过分析冰川表面能量平衡和物质平衡的
变化，可以研究冰川气候变化的机理和规律，为全球气候变化研究提
供重要数据和模型支持。

4. 冰川环境监测：通过采用监测和模拟相结合的方法，可以实时
监测冰川表面的变化情况，并预测未来的变化趋势，为环境保护和可
持续发展提供数据支持。

冰川物质平衡模型的建立好，今天咱们聊聊冰川物质平衡模型。

虽然听起来很复杂，像是天书一样，但其实说到底也就是在告诉我们冰川到底是怎么变大的、怎么消失的。

这事儿跟冰雪融化有关系，跟气候变化有关系，甚至可能还和你吃的冰淇淋融化速度有些相似——是不是有点意思？别急，咱慢慢说。

冰川，咱们都知道，都是在山上、极地这些冷得让人想瑟瑟发抖的地方，像是上天遗落在地球上的巨型冰块。

咱们每个人见过的冰川，大多是那种漫长、巍峨的冰河，咔咔地摩擦岩石，发出让人心头打颤的声音。

可你知道它是怎么形成的，怎么在时间的流转中一点点改变的吗？这可得从“物质平衡”开始说起了。

要理解冰川的物质平衡，首先得知道啥叫“物质”。

在冰川的世界里，物质就是那些积雪、冰块和水——这些东西不就是冰川的“主角”嘛。

冰川的物质平衡，简而言之，就是冰川里积雪和融水之间的博弈。

冰雪累积的速度，得快过融化的速度，冰川才可能长得“壮实”。

反之，要是融化快、积雪慢，那就尴尬了，冰川就会变小，甚至消失。

就像咱小时候堆的雪人，明明堆得好好的，可第二天太阳一晒，雪人瞬间“化作乌有”，心情也跟着“融化”了。

冰川物质平衡模型的核心，就在于找出积雪、冰块、融水之间的关系。

模型的建立并不复杂。

就像做饭一样，先得有基本食材，知道怎么调料、加热，最后才能做出合适的味道。

对于冰川，咱们得了解它的“输入”和“输出”。

输入啥？那当然是雪和降水，或者说是上游冰川积累的雪。

这些积雪一层一层堆积，最终会变成冰。

输出呢，输出就是冰川的融水，或者是冰川底下冰层的流动水。

别看这些融水就像是打个水漂那么简单，实际上，它代表的是冰川内部的“能量流动”和“物质流动”。

但事儿没那么简单，冰川可不是单纯地在下雪就开始积累，它还受到气温、降水、风力等一大堆因素的影响。

气温一升高，雪就开始融化，甚至变成水蒸气被吹走。

如果降水不够，冰川根本没有新雪补充，那冰川就只能缩小。

这一变化，真的是微妙得让人叹为观止。

就像是你每天都在微调自己的生活节奏，有时候压力一大，速度变慢；有时候心情好，状态也能上升。

引用格式：杜常江，陈飞，李法虎，雷廷武．基于能量守恒和３Ｓ技术的分布式冰川融水径流过程模拟［Ｊ］．山地学报，２０２１，３９（２）：２９０－３０３．ＤＵＣｈａｎｇｊｉａｎｇ，ＣＨＥＮＦｅｉ，ＬＩＦａｈｕ，ＬＥＩＴｉｎｇｗｕ．Ａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｎｒｕｎｏｆｆｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍｇｌａｃｉａｌｍｅｌｔｗａｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄ３ｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＭｏｕｎｔａｉｎＲｅｓｅａｒｃｈ，２０２１，３９（２）：２９０－３０３．山地学报ＭＯＵＮＴＡＩＮＲＥＳＥＡＲＣＨ 文章编号：１００８－２７８６－（２０２１）２－２９０－１４ＤＯＩ：１０ １６０８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００８－２７８６．０００５９５收稿日期（Ｒｅｃｅｉｖｅｄｄａｔｅ）：２０１９－１１－０３；改回日期（Ａｃｃｅｐｔｅｄｄａｔｅ）：２０２０－１２－２４基金项目（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍ）：国家重点研发计划课题（２０１８ＹＦＣ０４０６６０４）；国家自然科学基金（４１２３０７４６）。

［ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（２０１８ＹＦＣ０４０６６０４）；ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（４１２３０７４６）］作者简介（Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ）：杜常江（１９９０－），男，河南封丘人，硕士，主要研究方向：水土保持。

［ＤＵＣｈａｎｇｊｉａｎｇ（１９９０－），ｍａｌｅ，ｂｏｒｎｉｎＺｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅｎａｎｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｍ．Ｓｃ．，ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ］Ｅｍａｉｌ：５７３１３８９１９＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ）：李法虎（１９６３－），男，河南新乡人，博士，教授，主要研究方向：水利工程。

中国天山冰川生态调节服务价值评估冰川是人类和社会经济可持续发展的物质组成部分,也是不可替代的固态水资源。

冰川通过水体相变和能量流动过程调节河川径流和气候变化,继而实现区域生态稳定,同时也为人类社会和生产提供各种各样的产品或惠益。

能量物质平衡是连结冰川与气候环境之间的关键纽带。

目前冰川生态调节服务功能及价值评估的研究极少,且多以定性描述或单位面积当量因子法估算,缺少对其实现过程和机制的分析。

而冰川表面分布式能量-物质平衡模型可以从物理过程视角定量描述冰川表面能量和物质量的转化,从而揭示冰川生态调节服务功能及价值的实现机制。

中国天山是新疆乃至中亚地区生态环境的重要天然屏障,也是南疆与北疆的气候区划分界线。

基于天山重要的地理位置和生态环境意义,于2013年6月21日被成功列入世界遗产名录。

中国天山冰川数量较多,高寒区的冰雪融水是新疆水资源的重要组成部分,其变化对区域的生态环境、生产生活和社会经济发展影响深远。

为此本研究以中国天山冰川为研究对象,首先借助数理统计方法和GIS空间分析技术,基于冰川编目数据分析冰川的时空分布特征;其次运用冰川表面分布式能量-物质平衡模型定量描述冰川表面能量和物质量转化模拟状况,以期揭示冰川生态调节服务功能及价值实现机制;最后将过程模型模拟数值与单位面积功能价格法结合,估算研究区冰川的气候、水文调节服务功能价值,并探讨其动态变化过程。

本文主要研究结果有以下几点:(1)基于第二次冰川编目数据,运用数理统计分析方法,从东西跨度、高程带区间、各流域以及各地区或自治州等四个方面分析研究区冰川的分布特征。

结果显示,天山区冰川总面积约为7250km~2,空间上整体呈“西多东少”的分布特征,西段占天山冰川总面积高达76%,同时东段冰川末端海拔(3200m)最高,而中、西段约为2639m;研究区冰川主要集中分布在3700-4700m高程区间之间;就流域内冰川分布来看,阿克苏河流域冰川面积占比最大,高达42%;按行政区划统计发现,阿克苏地区最多且占总面积的25%。

祁连山老虎沟12号冰川表面能量和物质平衡模拟
陈记祖;秦翔;吴锦奎;杜文涛;孙维君;刘宇硕;黄哲;杨俊华
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】2014(36)1
【摘要】采用HOCK的分布式能量物质平衡模型对老虎沟12号冰川消融期的物质平衡进行了模拟,时间步长为1 h,空间分辨率为30 m.模型结果利用物质平衡观测数据和气象站观测数据验证,模型模拟时期为2012年6月1日-9月30日.模型模拟结果表明,地形因子对太阳辐射影响相当显著;散射辐射在总辐射中的比例较大为39%,模拟期冰川表面物质平衡为-506 mm w.e..在模拟期整个冰川平均上净辐射占能量收入的84%,感热通量占有16%;消融耗热则是能量的主要支出占有62%,潜热通量占有能量支出的38%.
【总页数】10页(P38-47)
【作者】陈记祖;秦翔;吴锦奎;杜文涛;孙维君;刘宇硕;黄哲;杨俊华
【作者单位】兰州大学资源环境学院;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所/祁连山冰川与生态环境综合观测研究站
【正文语种】中文
【中图分类】P343.6
【相关文献】
1.高原冰川表面温度反演研究——以祁连山老虎沟12号冰川为例
2.祁连山老虎沟12号冰川消融区不同天气条件下的能量收支特征
3.祁连山老虎沟12号冰川积累
区消融期能量平衡特征4.云量对祁连山老虎沟12号冰川表面能量平衡的影响5.青藏高原典型大陆性冰川表面消融期溶解性有机质演化特征分析——以祁连山老虎沟12号冰川为例
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祁连山七一冰川消融期间的能量平衡特征陈亮;段克勤;王宁练;蒋熹;贺建桥;宋高举;谢君【期刊名称】《冰川冻土》【年(卷),期】2007(29)6【摘要】冰川表面的能量平衡可以描述冰雪消融与气候响应之间的物理机制,利用2006年6月9日至9月28日在祁连山七一冰川消融区中部自动气象站(AWS)的观测资料,对七一冰川表面的能量平衡进行了估算.结果显示:在冰川消融期,净辐射、湍流热通量和冰川消融耗热是能量平衡的主要组成部分,能量收入方面主要是净辐射和感热通量,分别约占总能量收入的82.4%和17.6%;而支出方面主要是冰雪消融耗热和潜热释放,分别约占总能量支出的87.2%和12.8%.2006年7月31日至8月6日进行了为期近7 d的冰面径流场观测,基于能量平衡原理,对冰川表面的消融进行了模拟,模拟的消融速率和实测的冰面消融数据吻合的较好.【总页数】7页(P882-888)【关键词】七一冰川;能量平衡;感热通量;潜热通量【作者】陈亮;段克勤;王宁练;蒋熹;贺建桥;宋高举;谢君【作者单位】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【正文语种】中文【中图分类】P422.4【相关文献】1.祁连山七一冰川区表层沉积物中生物标志化合物的组成特征及来源研究 [J], 李全莲;王宁练;武小波;蒲健辰;贺建桥;蒋熹2.祁连山近期七一冰川融水径流特征分析 [J], 宋高举;王宁练;陈亮;贺建桥;蒋熹;武小波3.祁连山七一冰川物质平衡的最新观测结果 [J], 蒲健辰;姚檀栋;段克勤;坂井亚规子;藤田耕史;松田好弘4.夏季消融期祁连山“七一”冰川反照率初步研究 [J], 蒋熹;王宁练;蒲健辰;贺建桥;陈亮;武小波;宋高举;李全莲;谢君5.2006年夏季晴天祁连山七一冰川消融与气温日变化的关系 [J], 贺建桥;王宁练;蒋熹;陈亮;宋高举;李全莲;武晓波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。