自然地理复习之4.8 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0.01 －0.1g/cm3。
2、粒雪化阶段
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。
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0.4－0.7g/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，在重力或挤压力作用下塑性流动， 便形成冰川。
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。
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。
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。
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
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。
（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。
Ⅰ、大陆冰川
又叫大陆冰盖。其特点是：
（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4－28）。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20－25°S间的安第斯山雪线高度达 6400m，是全球雪线最高的地方。
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8－17km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。
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。如赤道非 洲雪线为5700－6000m，阿尔卑斯山为24003200m，挪威在1500m左右，北极圈内则雪线已 低达海平面附近。
（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（2400－2700）万KM3。如果全球冰 川全部融化，将会使世界海平面上升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5.8万KM2，略超过50%。
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，雪层中发生融水活动，粒雪化过程较快，雪粒 直径比较大。
南 极 冰 川
Ⅱ、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。
二、冰川的形成与分类
（一）冰川的形成
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。