自然地理复习之冰川分析课件.ppt

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1、冰川,冰川（Glacier)：冰川是指陆地上高纬和高山地区由多年积雪积累演化而成的，并具有可塑性、能缓慢自行流动的天然冰体。冰川是随气候变化而变化的，若气候变暖（间冰期）冰川退缩或消失，气候变冷（冰期）则冰川范围扩大，冰盖加厚。但冰川不是在短期内形成或消亡。雪线触及地面是发生冰川的必要条件。因此，冰川是极地气候和高山冰雪气候的产物。,冰（ice)是水的一种形式。从地球演化过程来看，冰是地球物质分异最后的产物。它是地球上最轻的矿物之一，其密度只有0.917g/cm3，比水的密度小。这一特点使它总是处在地球的表面，在水体中也总是漂浮在水面上。如果冰不具有这一重要性质，那么，在低温条件下，水体将一冻

2、到底，对水生生物造成严重灾难。冰具有不稳定性质，在目前地表温度状况下，自然界的冰很容易发生相变。冰在地球上的分布非常广泛，上至817km高度的大气对流层上部，下至1500m深的地壳中都可以发现它的踪迹。广义冰川学把冰的分布范围称为冰圈。显然，冰川是冰圈的主体。,四川海螺沟冰川,新西兰冰川,天山1号冰川,一、冰川及其分布,前已叙及，雪线触及地面是产生冰川的必要条件。（一）雪线与雪圈1、雪线高纬和高山地区，气候寒冷，年平均气温常常在0以下，因此，降落的固体降水（雪）不能在一年内全部融化，而是长年积累，这种地区一般称为雪原(snowfield)（或终年积雪区、常年积雪区、永久积雪区、多年积雪区）。雪

3、原区只有少数陡峭的山峰无冰雪覆盖。 终年积雪区的下部界限，就是雪线(snowline)雪线又称固态降水零平衡线，即雪量收支平衡线，指陆地某一海拔高度上，年降雪量与年消融（融化和蒸发）量相平衡的地带。雪线以上，年平均降雪量超过年融化量和蒸发量，固态降水不断积累，形成终年积雪（永久积雪、常年积雪）；雪线以下，正好相反，不能形成终年积雪，只有一年一度的季节积雪。,由于随着地势增高，固态降水比重增加，气温下降，融雪能力越来越小。这样必然在某一海拔高度上，全年降雪量正好等于全年融化和蒸发量，这样的高度地带即为雪线。就山区讲，在气候变化不显著的若干年内，积雪面积随季节而不同，夏季缩小，冬季扩大，但在一定时

4、期内，每年最热月积雪区的下限大体位于同一海拔高度，这个高度以上为永久积雪区（多年积雪区），以下为季节积雪区，二者的界线便是雪线。总之，雪线是固态降水零平衡线，是多年积雪区与季节积雪区的分界线，为雪量收支的平衡线。在雪线上，年降雪量等于年消融量（年蒸发与融化量）。,西 藏 雪 线,雪 线,雪 线,2、雪圈,固态降水零平衡线通常指雪线。但是，倘若山体足够地高，在超过山体最大降水高度以上，由于水汽柱缩短，空气中水汽含量减少，气流变得通畅，则随高度增加而降水量减少，因此到山体某一海拔高度处，由于水汽含量太少，降雪量不足，无形成多年积雪的可能，将再度出现固态降水零平衡线。由此可见，固态降水零平衡的上、下

5、界从四面八方包围着地球，形成一个不规则的、大致为球形的、有一定厚度的外壳，称为雪圈，即多年积雪区的范围。可见，雪线又是雪圈的下界（下限）。,3、影响雪线高度的因素,雪线控制着冰川的发育和分布，只有山地海拔超过该地雪线的高度，才会有固体降水的积累，才能成为终年积雪和形成冰川。雪线的高度受气温的支配，但降水量和地形也有影响。气温、降水量和地形是影响雪线高度的三个主要因素,（1）气温雪线的高度与气温成正比，温度越高雪线也越高，温度低雪线也低。多年积雪的形成要求近地面空气层的温度长期保持在0以下。由于地球表面的温度具有从赤道向两极递减和从平原低地向高山递减的规律，所以雪线的高度也从赤道向两极减低。如赤

6、道非洲雪线为57006000m，阿尔卑斯山为2400-3200m，挪威在1500m左右，北极圈内则雪线已低达海平面附近。,（2）降水与蒸发雪线高度随降水（雪）量增加而降低，随蒸发量增大而升高。同纬地带，干旱地区雪线比湿润地区高。全球而论，雪线位置最高处并不在赤道带，而在南北回归线附近的亚热带干燥区（P180图428）。南北回归线附近，常年受副热带高压带和信风带控制，盛行下沉气流，再加上纬度又较低，所以炎热干燥，雪线位置最高。如，南美2025S间的安第斯山雪线高度达6400m，是全球雪线最高的地方。,（3）地形地形是影响气温和降水再分配的重要因素。雪线高度受地形影响有二个方面：一是坡度影响，陡坡

7、上固体降水不易积存，雪线较高；缓坡或平坦地区降雪容易积聚，雪线较低。二是坡向影响，阳坡比阴坡日照强、温度高，则雪线位置较高；迎风坡多地形雨，比背风坡降水量多，雪线位置低。在北半球雪线在南坡（阳坡）比北坡高，西坡较东坡高，这是因为南坡和西坡日照较强，冰雪耗损较大，因而雪线较高。不过，有些高大的山地，对气流产生阻挡，而影响降水的变化，也影响了雪线的高度，如喜马拉雅山南坡是迎风坡降水量丰沛，雪线在4400m，而北坡降水量很少，雪线却高达5800m以上。,（二）地球上冰川的分布,冰川是地球上淡水的主体，占地球淡水总量的68.7%，全球冰川总体积为（24002700）万KM3。如果全球冰川全部融化，将会

8、使世界海平面上升66M，陆地将有100多万KM2的面积被海水淹没。目前，全球冰川覆盖的总面积约1550万km2，约占陆地总面积10以上。南极大陆是世界上冰川最集中的地区，冰盖面积约1260万KM2，包括四周的边缘冰棚，则为1320万KM2，冰盖平均厚度约2000M。北极地区包括格陵兰岛、加拿大极地群岛和斯匹次卑尔根群岛，冰川总面积约200万km2,其中格陵兰冰盖面积就达173万KM2，巴芬岛上的巴伦斯冰帽面积达5900KM2，得文岛冰帽面积超过15500KM2。亚洲冰川面积共有11.4万KM2，主要分布在兴都库什山、喀喇昆仑山、喜马拉雅山、青藏高原、天山和帕米尔高原。其中我国冰川总面积共5.8

9、万KM2，略超过50%。,北美洲冰川面积共有6.7万KM2，主要分布在阿拉斯加和加拿大地区。南美洲冰川面积约2.5万KM2。欧洲冰川面积约8600KM2，主要分布在斯勘的纳维亚、阿尔卑斯山。大洋洲冰川面积约1000KM2，主要分布在新西兰。非洲是全球冰川最少的大陆，冰川面积唯有23KM2。原因是非洲大陆纬度低、气温高而降水又少，雪线高所致。总之，雪线触及地面是冰川发生的必要条件，而雪线高低又取决于气温、降水和地形因素，因此全球而论，两极地区全年低温，为冰川最集中的地区，尤其南极大陆和格陵兰岛分布最广、冰层最厚；而中、低纬度地区冰川只分布于海拔超过雪线的高山区。,二、冰川的形成与分类,（一）冰川

10、的形成冰川是由高纬度或高山地区的多年积雪演化而成的冰川冰所组成的，并能自行缓慢流动的天然冰体。只要地面高度超过雪圈下界雪线都可能形成冰川。冰川与冰川冰相联系。冰川冰是一种浅蓝而透明，并具有塑性的多晶冰体。若积雪不转变成冰川冰，则只能是多年积雪，不会有冰川。只有在积雪压实转变为粒雪以后，才能继而变成冰川冰。冰川冰在重力和挤压力作用下，沿地表缓慢流动，便形成冰川。从新雪落地、积累到冰川冰的形成，大体要经历三个阶段。,1、新雪的积累阶段（积雪阶段）,新雪一般盐分松软、孔隙度大、密度小，具有成层积累的特点。初降的雪花为羽毛状、片状和多角状的结晶体，新雪密度一般为0.010.1g/cm3。,2、粒雪化阶

11、段,雪是一种晶体，而任何晶体都具有使内部包括的自由能趋向最小，以保持晶体稳定的性质，这就是最小自由能原则。晶体的自由能主要是它的表面能，而表面能的大小与表面积成正比。在各种几何形体中，球体比表面积最小，也就最稳定。因而棱角众多的雪花晶体要达到最理想的稳定状态，就必须圆化。雪一经落地，就开始了自动的圆化过程。雪的圆化过程是通过固相的重结晶作用、气相的升华、凝华作用和液相的再冻结作用三种方式来实现的。圆化的趋势（或结果）是消灭晶角、晶棱，填平凹窝处，增长平面，单个冰晶体积增大，形态变圆，形成圆球状的粒雪。这便是粒雪化的基本过程。 在低温干燥条件下，粒雪化过程进行得很缓慢；当气温较高时，雪层中发生融

12、水活动，粒雪化过程较快，雪粒直径比较大。,粒雪化的必然结果是增大积雪的单位体积容重，孔隙度缩小，同时引起雪面下沉，使积雪厚度变薄。粒雪的密度一般为0.40.7g/cm3，它有连通的孔隙，可透水，易重新分散成颗粒状态。3、成冰作用阶段粒雪的进一步发展就成为冰川冰。粒雪变成冰川冰的作用叫做成冰作用。按其变质性质，成冰作用可分为冷型和暖型两种。（l）冷型成冰作用 在低温干燥的环境，积雪不断增厚的情况下，下部雪层受到上部雪层的重压，进行塑性变形，排出空气，从而增大了密度，使粒雪紧密起来，形成重结晶的冰川冰。在冷型成冰过程中，粒雪成冰只靠重力形成重结晶，因而所成的冰川冰密度小、气泡多，成冰过程时间长。如

13、南极大陆冰川中央，埋深2000多米，成冰需时近千年。这种依赖压力的成冰过程称冷型成冰（或压力成冰）作用。而随着气泡的减少，冰从白色逐步变为兰色。,（2）暖型成冰作用 当在太阳辐射作用下，气温较高（接近0）、冰雪消融活跃时，融水沿雪层内部的孔隙发生渗浸，使粒雪融化，降温时又重新冻结，这时下渗水以粒雪为核心重新结晶或冻结成冰。故属渗浸成冰过程。其特点是：密度一般高于重结晶冰，而且晶粒较大。这种依赖太阳辐射热力条件的成冰过程称暖型成冰作用。暖型成冰作用实际上是一个升华-凝华或重结晶过程。冰川具有成层结构和可塑性，受重力作用或挤压作用发生运动后，内部常产生褶皱、断裂和塑掩等构造。冰川冰形成以后，在重力

14、或挤压力作用下塑性流动，便形成冰川。,（二）冰川类型,现代冰川个体规模相差很大，形态各具特征，生成时代前后不同，冰川性质和地质地貌作用等也都不一致。因此，可以根据不同标志划分冰川类型。1、根据冰川的形态、规模和运动特征分类根据冰川的形态、规模和运动特征分类现代冰川可分为两个基本类型：大陆冰川和山岳冰川。,、大陆冰川,又叫大陆冰盖。其特点是：面积大、冰层厚、分布不受下伏地形限制，常淹没规模宏大的山脉，只有极少数山峰在冰面上出露，形成冰原岛山。呈盾形，中间厚边缘薄。中央是积雪区，边缘为消融区，冰体从中央向四周呈辐射状挤压流动。冰体之下常掩埋巨大的山脉和洼地。大陆冰川到海岸或冰川边缘伸出的冰舌断裂入

15、海后，常形成冰山。地质历史时期中，大陆冰川曾广泛分布（冰期时）。目前只发育在两极地区，如发育在南极大陆和格陵兰岛的冰川，这两个冰盖的总面积达1465万km2，约占世界冰川总覆盖面积的97。冰盖厚度达数千米，掩盖了南极大陆和格陵兰岛的真正面目。如南极大陆冰川最厚处达4 267m。,南 极 冰 川,、山岳冰川,又叫山地冰川，主要分布在中低纬度山区，冰川规模和厚度远不及大陆冰川，冰川形态和运动受下伏地形限制，在重力作用下冰川由高处向低处流动。欧洲阿尔卑斯山、中国西部高山、高原地区的冰川均属此类冰川。根据山岳冰川的形态和所处的位置，分为悬冰川、冰斗冰川、山谷冰川和山麓冰川等。（l）悬冰川 它是山岳冰川

16、中数量最多的一种。因短小的冰舌悬挂在山坡上，故称悬冰川；常因下端崩落而产生冰崩。冰体厚度薄，规模小，面积一般不超过1km2，其对气候反应灵敏。,悬 冰 川,悬 冰 川,（2）冰斗冰川 是发育在冰斗中的冰川，为中等规模的山岳冰川，冰斗的规模，面积大的可达10km2以上，小的不足1km2。冰斗口朝向山坡下方，冰体从冰斗口溢出，形成短小的冰舌。冰斗是雪线附近冰川侵蚀形成的围成椅状洼地。,云南永宁冰川的冰斗,庐山大月山冰斗,（3）山谷冰川,在有利气候条件下，雪线下降，补给增加，冰斗冰川溢出冰斗进入山谷形成山谷冰川。低于雪线流入山谷的冰流，叫冰舌。山谷冰川是山岳冰川中规模最大的一种，其厚度可达数百米，长

17、度数公里至数十公里以上。有明显的积雪区和消融区，与之对应的是有粒雪盆和长大的冰舌。山谷冰川在流动过程中，沿途可有分支冰川汇人，因而山谷冰川又可分为单式山谷冰川、复式山谷冰川和树枝状山谷冰川等。（4）山麓冰川一条较大山谷冰川或多条山谷冰川流至山麓地带，扩展或汇合成一片宽广冰原，叫山麓冰川。它是山岳冰川向大陆冰川转化的中间环节。,山 谷 冰 川,天 山 一 号 冰 川,（5）高原冰川,在起伏和缓的高原或高山夷平面上常形成平顶冰川，又叫高原冰川或冰帽。,2、按气候条件和冰川的物理性质分类,根据气候条件和冰川的物理性质，可将冰川分成海洋性冰川和大陆性冰川两类。、海洋性冰川又称暖冰川，发育在降水丰沛的湿

18、润气候区，雪线附近的年降水量1000mm，一般在20003000mm。特点：冰川主体温度较高，接近0或压力融点。冰川补给量较多，消融量也大。运动速度快，年运动约100m或更大，冰川进退幅度大，侵蚀作用强。如挪威北部，阿拉斯加海岸山地的冰川和阿尔卑斯山的冰川，我国西藏东南、川西山地冰川等。,、大陆性冰川,又称冷冰川。是指在干冷的气候条件下发育成的冰川。以较低负温为特点，冰川主体温度为110以下。由于冰温低，补给少，冰川运动缓慢，冰川进退幅度小，侵蚀作用较弱。如南极大陆、格陵兰冰川，以及我国天山、祁连山的中部和东部，昆仑山、青藏高原内部山地至喜马拉雅山中段北坡的冰川等，均属大陆冰川。,三、冰川对地

19、理环境的影响,冰川是陆地上重要的水体，它是在一定气候、地形等条件下发育的一种特殊水体。在极地和中低纬度的高山区，冰川本身是自然地理要素之一，并形成独特的冰川景观。冰川的存在和发展对自然地理环境的影响是多方面的。姑且不说地质历史时期冰期与间冰期对全球气候、生物和海陆变化所产生的巨大影响。就是在现代，冰川对气候、水循环、河流水情、地形和植被等都有重要影响。,（一）冰川对气候的影响,冰川是气候和地貌的产物，但冰川本身反过来对气候和地貌产生强烈影响。冰川作为一种特殊的下垫面，它的存在和发展将大大增强地球的反射率，从而促使地球进一步变冷和变干燥。同时，这种特殊的下垫面也影响气团性质和环流特征。如在同一高

20、度，冰川表面的气温通常比非冰川表面的要低2左右，而湿度却高得多；气温低、湿度大，水汽就容易饱和，有利于降水的形成，因而有冰川覆盖的山区降水量要高于无冰川覆盖的山区。山岳冰川，规模较小，只对附近地区的气候产生影响。而大陆冰川对气候影响的范围要广得多甚至影响全球气候。如南极大陆冰川本身是一巨大“冷源”，在那里可形成强大稳定的反气旋，使南半球保持强劲和稳定的极地东风带。同时，稳定的冷高压使气旋难以深入南极大陆，故在南极冰盖中心部分降水量仅约数十毫米，几乎与撒哈拉沙漠相当。,（二）冰川对水循环和河流水情的影响,1、冰川的进退将影响海面的升降冰川是陆地上重要的水体，也是地球淡水的主体，在地球水圈的水分循

21、环中起着重要作用。当全球气候变冷时，冰川面积增大，大量水分从海洋转移到陆地冰川上蓄存起来，导致海面下降；反之，当气候转暖时，冰川退缩，大量的冰川融水又通过河流径流注入海洋，使海面抬升。第四纪以来，由于冰期（变冷期）、间冰期（转暖）的交替，世界洋面就这样反复地升降，改变地球上海陆轮廓。2、冰川常成为河流的发源地，冰川融水对河川径流起着重要调节作用。冰川融水常成为河流的重要补给来源，世界许多大河都发源于高山冰川。如长江发源于唐古拉山脉各拉丹冬雪山南侧冰川。 高山冰川犹如“固体水库”，对河流径流起着重要调节作用。在干旱少雨年份，多晴天，太阳辐射强，冰川融水对河流的补给增加；相反，在湿润多雨年份，冰川

22、融水补给相对减少，使冰源河流水量变化和缓，年际变化小。,（三）冰川作用是塑造地表形态的重要动力因素，形成独特的冰川和冰缘地貌。（四）冰川的进退不仅影响着气候、水文、地形，而且也影响着生物和土壤冰川推进时，将毁灭它所覆盖地区的植被，动物被迫迁移，土壤发育过程也将发生中断，自然地带将相应地向低纬和低海拔地区移动。冰川退缩时，植被、土壤将重新发育，自然地带也相应地向高纬和高海拔地区移动。综上所述，冰川对地理环境的各个方面均有不同程度的影响。,附复习思考题,1、掌握冰川、雪线与雪圈概念。2、简述影响雪线高度的主要因素。3、简述冰川的形成过程。4、大陆冰川和山岳冰川有何异同？5、了解冰川分布及其对地理环境的影响。,