冰川学

[外文]：glaciology

研究地球表面各种自然冰体的学科。自然冰体包括山岳冰川、大陆冰盖、海冰。河冰、湖冰、地下水、季节性结冰以及积雪和运动中的雪等。早期只研究冰川，现已扩展到研究地表一切形态的自然冰体。

把冰川作为一门科学来研究是由山岳冰川开始的，经过一段时期后逐渐开展对大陆冰盖的研究。第二次世界大战后，由于新技术的应用，冰川学发展迅速。其研究发展大体分成3个阶段。

冰川学起于对欧洲阿尔卑斯山冰川的研究。1772年，A.C.博尔迪埃首次描述了冰川冰的塑性。19世纪30年代及其以后，J.L.R.阿加西测量了冰川运动，最早指出山谷冰川较大流速出现在冰川中部，并向源头和末端递减；提出大冰期学说；阐述冰川搬运作用，首先提出终碛、侧碛、中碛等术语，为冰川学奠定了基础。19世纪末、20世纪初，一些学者发现冰川上存在着运动波的传递现象;利用热钻钻深200米，穿透整个冰川，确定冰川表面运动速度远大于底部；开始应用摄影测量方法绘制冰川地图和观测冰川变化。研究范围由欧洲扩展到亚洲和美洲等。

1911年，J.P.科赫和A.L.韦格纳横贯格陵兰大冰盖，研究雪层，测量冰层温度；以后又首次应用地震法测量冰盖厚度，开创了大陆冰盖冰川学的研究。该阶段大陆冰盖和山岳冰川研究侧重冰川水文等方向，较重要的有H.U.斯韦尔德鲁普的冰川热量平衡的观测研究，R.芬斯特瓦尔德对冰层块体运动的论述和H.J.K.W.阿尔曼对冰川的地球物理分类等。

第二次世界大战后，特别是50年代以来，国际范围或多国合作研究大大促进了冰川学的发展。如1957～1958年的国际地球物理年(IGY)有103个站同时进行冰川观测，为全球冰川进退变化、冰川物质平衡等提供了大量可对比的资料。1965～1974年的国际水文十年(IHD)，1975年开始的国际水文计划(IHP)，以及国际南极冰川计划等，对冰川水文学、冰川气候研究的发展起了重要作用。在研究中还不断应用新技术，促进物理冰川学的发展。如研究冰盖深钻孔中的冰岩芯，为恢复古气候提供了可靠的依据，并发展了同位素冰川学;应用雷达技术测量冰盖厚度;卫星影像对冰雪的监测;遥测技术纪录冰川范围和时间等。物理冰川学的发展以J.W.格伦的冰流律和П.А.舒姆斯基的成冰作用理论为代表。同时，成立了国际冰雪委员会(ICSI)、国际冰川学会(IGS)，出版了国际《冰川学杂志》、《冰川学和冰川地质学杂志》。

我国冰川的研究起步较晚，始于1958年。30年来，我国科学院高山冰雪利用研究队及其以后组建的兰州冰川冻土研究所联合各有关单位，对西部高山区的现代冰川和某些第四纪冰川进行了广泛的考察，初步查明了我国冰川的分布及其规律和对河流的作用；提出了我国山岳冰川的分类；进行了冰川变化、 雪崩、 风吹雪、冰川泥石流等研究；解决了高山区公路建设中若干困难问题。有些成果，如珠穆朗玛峰冰川地图、喀喇昆仑山巴托拉冰川进退预报等达到世界先进水平。

冰川学按其研究内容，分为物理冰川学、水文气候冰川学荷地质地貌冰川学 3个分支学科。

研究冰的内部结构，力学、热学、电学性质和化学成分，又称冰川物理学。其中，发展较快的是结构冰学，它研究雪、冰晶体的成长、结构和变化，各种积雪变质和水冻成冰过程，冰的动力变质和热力变质，世界成冰带的划分等。冰力学研究冰的弹性、塑性及其强度，各种天然冰体内的应力分布和运动状态，冰川、雪崩、风吹雪中的动力学问题，冰川的跃动前进与预报。冰热物理学研究天然冰体内的温度变化，冰的热学和辐射性质，相的组成及相态转换等。冰地球化学研究分析冰内杂质和痕量元素，氢氧同位素和某些组成变化，尤其是深钻孔中冰岩芯分析技术的发展，有利于重建古气候与环境变化。

包括冰川水文学（又称冰雪水文学）和冰川气候学。主要研究冰雪与大气圈、水圈的相互作用。包括冰形成、存在和消融的气候条件，冰与大气间的热量和辐射交换，冰川进退与气候变化和海面变化的关系，冰雪的气候作用与消融过程，冰川融水对河流的补给作用，冰川洪水、冰湖溃决、冰川泥石流等灾害及其预报。

包括冰川地质学和冰川地貌学。研究冰川与地表的相互作用及其地貌过程、冰缘现象、冰川沉积、第四纪及其他地质时代的冰川问题。

冰川学是地理学、地质学和地球物理学之间的跨界学科，在我国一般将其列入自然地理学中。现代冰川学是以地球物理学为基础，与物理学、数学、结晶学、地质学、地貌学、水文学、气候学、气象学、自然地理学、沉积学等密切相关的综合性学科。

冰雪是地球表面上的宝贵淡水资源，也是寒区自然地理环境的重要组成部分。研究冰雪的开发利用和预测、防治冰雪灾害，对人类有十分重要的意义。

（1）全球冰川面积1600万平方公里以上，约占地球陆地面积的11％、全球淡水资源的69％左右。它们大部分集中在南极大陆和格陵兰。随着各国工业迅速发展，对淡水的需求十分迫切，有些国家在研究如何利用南极冰山和开发南极大陆冰盖与冰架下的矿藏等。在干旱区和半干旱区冰雪融水是重要水源。据统计，我国新疆、青海和甘肃每年约有 300亿立方米的冰川融水径流和融雪径流补给河流，占某些河流补给量的40～50％，以至更多。

（2）冰川变化影响着全球的大气环流、水循环和气候，给工农业生产和人类活动带来重要影响。如果全球的冰川全部融化，海平面的上升，将使世界许多大城市和海滨低地淹没于海洋之中。

（3）海冰、浮冰和冰山的分布影响着海上交通和海上生产。在高寒山区，雪崩、风吹雪、冰湖溃决和冰川泥石流等常常造成灾害，需要运用冰川学的理论与方法进行预测和防治。

20世纪中期以来，世界许多国家的冰川研究重点，已从山岳冰川转向对极地冰盖的考察和研究，尤其对南极大陆冰盖（地球上较大的冷源）的研究。以后需要进一步用新技术、新方法，进行常年观测，用较长系列资料建立各种模型，旨在揭示大陆冰盖、山岳冰川所储存的气候和环境信息，冰川变化与全球气候变化的关系，以及冰盖对气候的反馈作用等，以探讨和估计今后全球气候与环境变化趋势。

参考文章

冰川学Glaciology地球科学