第六节--冰川与冰川作用分解课件.ppt

1、第六节第六节 冰川与冰川作用冰川与冰川作用 冰川的形成冰川的形成 冰川类型冰川类型 冰川对地理环境的影响冰川对地理环境的影响 在高纬度和高山地区，气候寒冷，年平在高纬度和高山地区，气候寒冷，年平均温度多处于均温度多处于00以下，地表常被冰雪（冰川）以下，地表常被冰雪（冰川）覆盖。覆盖。冰川是指发生在陆地上，由大气固态降冰川是指发生在陆地上，由大气固态降水演变而成的，通常处于运动状态的天然冰体。水演变而成的，通常处于运动状态的天然冰体。它随气候变化而变化，但不是在短期内形成或它随气候变化而变化，但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。消亡。雪线触及地面是发生冰川的必要条件。因

2、此，冰川是极地气候和高山气候的产物。因此，冰川是极地气候和高山气候的产物。冰川是冰圈的主体。冰川是冰圈的主体。全世界现代冰川和冻土分布面积分别为全世界现代冰川和冻土分布面积分别为1 1 623623万平方千米及万平方千米及3 5003 500万平方千米，各占陆地面积万平方千米，各占陆地面积的的1111和和2424。我国现代冰川面积约。我国现代冰川面积约5 58686万平方千万平方千米，冻土面积约有米，冻土面积约有215215万平方千米，它们的总面积占万平方千米，它们的总面积占全国面积的全国面积的2323强。在第四纪最大冰期时，世界上强。在第四纪最大冰期时，世界上冰川、冻土作用区的面积更为广大。

3、因此，对冰川冰川、冻土作用区的面积更为广大。因此，对冰川与冻土地貌的研究，具有重要的理论意义和实践价与冻土地貌的研究，具有重要的理论意义和实践价值。值。“冰川活化石冰川活化石”一号冰川一号冰川1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 昆仑山雪线昆仑山雪线 雪线雪线(snow line)指的是某一个海拔高度，指的是某一个海拔高度，在这个高度上，每年降落的雪刚好在当年融化在这个高度上，每年降落的雪刚好在当年融化完完。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成 一个地方的雪线位置不是固定不变的。季节一个地方的雪线位置不是固定不变的。季节变化就能引起雪线的升降，这种临时现象叫做季变化就能引起雪线的升

4、降，这种临时现象叫做季节雪线。只有夏天雪线位置比较稳定，每年都回节雪线。只有夏天雪线位置比较稳定，每年都回复到比较固定的高度，由于这个缘故，测定雪线复到比较固定的高度，由于这个缘故，测定雪线高度都在夏天最热月进行。高度都在夏天最热月进行。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 就世界范围来说，雪线是由赤道向两极降低的。就世界范围来说，雪线是由赤道向两极降低的。珠穆朗玛峰北坡雪线高度在珠穆朗玛峰北坡雪线高度在6000米左右，而在南北极，米左右，而在南北极，雪线就降低在海平面上。雪线就降低在海平面上。雪线是冰川学上一个重要的标志，它控制着冰川雪线是冰川

5、学上一个重要的标志，它控制着冰川的发育和分布。只有山体高度超过该地的雪线，每年的发育和分布。只有山体高度超过该地的雪线，每年才会有多余的雪积累起来。年深日久，才能成为永久才会有多余的雪积累起来。年深日久，才能成为永久积雪和冰川发育的地区。积雪和冰川发育的地区。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 雪线以上的区域，从天空降落的雪和从山坡上雪线以上的区域，从天空降落的雪和从山坡上滑下的雪，容易在地形低洼的地方聚集起来。由滑下的雪，容易在地形低洼的地方聚集起来。由于低洼的地形一般都是状如盆地，所以冰川学上于低洼的地形一般都是状如盆地，所以冰川学上称其为

6、粒雪盆称其为粒雪盆(firn basin)。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 粒雪盆粒雪盆 粒雪盆是冰川的摇篮。聚积在粒雪盆里的雪，粒雪盆是冰川的摇篮。聚积在粒雪盆里的雪，经过一系列的经过一系列的“变质变质”作用而形成冰川冰作用而形成冰川冰(glacier ice)(glacier ice)，这个过程称为成冰作用，这个过程称为成冰作用(glacier ice processes)(glacier ice processes)。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 新降的雪为放射状的多棱角形。雪的

7、导热率很低，当新降的雪为放射状的多棱角形。雪的导热率很低，当气温低于积雪和土体温度时雪层中的水汽就向上扩散，使上层气温低于积雪和土体温度时雪层中的水汽就向上扩散，使上层水汽增多，达到饱和状态时便凝华，形成晶体并不断增大。当水汽增多，达到饱和状态时便凝华，形成晶体并不断增大。当气温和积雪温度相差不大，曲率半径大的雪花晶粒表面的水汽气温和积雪温度相差不大，曲率半径大的雪花晶粒表面的水汽将因饱和而凝结，曲率半径小的晶粒将因未饱和而升华。这样将因饱和而凝结，曲率半径小的晶粒将因未饱和而升华。这样使得小晶粒缩小乃至消失，大晶粒增大而圆化成为大体圆球状使得小晶粒缩小乃至消失，大晶粒增大而圆化成为大体圆球状

8、雪粒，称之为粒雪雪粒，称之为粒雪(firn(firn)。雪与粒雪晶粒之间的孔隙，与大气。雪与粒雪晶粒之间的孔隙，与大气相连通。在变质成冰过程中，总的趋向是密度不断增大，孔隙相连通。在变质成冰过程中，总的趋向是密度不断增大，孔隙率不断降低。率不断降低。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 新雪的密度只有新雪的密度只有0 00100101 1克立克立方厘米，而粒雪的密度已增至方厘米，而粒雪的密度已增至0 040407 7克克立方厘米。一旦孔隙完全封闭成气泡，晶粒立方厘米。一旦孔隙完全封闭成气泡，晶粒间失去透气性和透水性，则认为粒雪变成了间失去透气性和

9、透水性，则认为粒雪变成了冰川冰。此时，冰的密度达冰川冰。此时，冰的密度达 0 083-083-09191克克立方厘米。立方厘米。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成1 1、雪线与成冰作用、雪线与成冰作用 运动是冰川区别于其他自然界冰运动是冰川区别于其他自然界冰体的最主要特征。冰川运动主要通过冰川体的最主要特征。冰川运动主要通过冰川内部的塑性变形和块体滑动来实现。内部的塑性变形和块体滑动来实现。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 导致冰川运动的力源主要是重力导致冰川运动的力源主要是重力和压力。取决于底床坡度而流动叫重力流，和压力。取决于底床坡度而流

10、动叫重力流，多见于山岳冰川多见于山岳冰川(mountain glacier)；取决；取决于冰面坡度而流动叫压力流，多见于大陆于冰面坡度而流动叫压力流，多见于大陆冰盖冰盖(continental ice sheet)(continental ice sheet)。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 冰川运动的速度取决于冰川的厚度，冰床或冰川运动的速度取决于冰川的厚度，冰床或冰面坡度，两者成正比关系。冰面坡度，两者成正比关系。冰川的流动速度是非常缓慢的，肉眼不易觉冰川的流动速度是非常缓慢的，肉眼不易觉察。察。山岳冰川流速一般为每年几米到一百多米。山岳冰川流速一

11、般为每年几米到一百多米。例如，中国天山冰川流速例如，中国天山冰川流速10-2010-20米年；珠穆朗玛峰米年；珠穆朗玛峰北坡的绒布冰川，中游最大流速为北坡的绒布冰川，中游最大流速为117117米年。米年。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 世界上有些冰川在短期内出现爆发式的前进，世界上有些冰川在短期内出现爆发式的前进，如如19531953年年3 3月月2121至至6 6月月1111日不到三个月，喀喇昆仑山南坡日不到三个月，喀喇昆仑山南坡的斯塔克河源的库西亚冰川前进了的斯塔克河源的库西亚冰川前进了1212千米，平均每天千米，平均每天113113米；西藏南迦巴

12、瓦峰西坡的则隆弄冰川，在米；西藏南迦巴瓦峰西坡的则隆弄冰川，在19501950年年8 8月月1515日日(藏历七月初二藏历七月初二)晚，冰川突然前进，数小时内冰川末晚，冰川突然前进，数小时内冰川末端由原来海拔端由原来海拔3 6503 650米处前进至海拔米处前进至海拔2 7502 750米的雅鲁藏布米的雅鲁藏布江河谷，前进水平距离达江河谷，前进水平距离达4 48 8千米，形成数十米高的拦千米，形成数十米高的拦江冰坝，使江水断流。江冰坝，使江水断流。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 冰川运动的速度在冰川各部分是不同的。冰川运动的速度在冰川各部分是不同的。从

13、冰川的纵剖面来看，中游流速大于下游；从冰川的纵剖面来看，中游流速大于下游；从横剖面来看，冰川中央流速大于两侧；从垂直剖面从横剖面来看，冰川中央流速大于两侧；从垂直剖面来看，冰舌部分以冰面最大，向下逐步减少，而在冰来看，冰舌部分以冰面最大，向下逐步减少，而在冰雪补给区则因下部受压大，故最大流速常位于下层离雪补给区则因下部受压大，故最大流速常位于下层离冰床一定距离的地方冰床一定距离的地方(在冰川最底部因为和冰床摩擦速在冰川最底部因为和冰床摩擦速度降低度降低)。由于冰川表面各点运动速度的差异，因而冰。由于冰川表面各点运动速度的差异，因而冰面上常产生各种裂隙。面上常产生各种裂隙。一、一、冰川冰川(gl

14、acier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 冰裂隙冰裂隙(crevasse)(crevasse)冰川的运动速度及末端的进退，往往反映冰川的运动速度及末端的进退，往往反映了冰川物质平衡的变化。当冰川的积累量与消融量了冰川物质平衡的变化。当冰川的积累量与消融量处于平衡时，冰川停滞稳定。随着气候的变化，若处于平衡时，冰川停滞稳定。随着气候的变化，若降雪增多，冰川积累量加大，就会导致冰川流速变降雪增多，冰川积累量加大，就会导致冰川流速变快，并以动力波的方式向下传播，冰舌末端向前推快，并以动力波的方式向下传播，冰舌末端向前推进；反之，若冰川补给量减少或消融量增加，则冰进；反之，若冰川补给量减少或

15、消融量增加，则冰川流速相应减小，冰川后退。川流速相应减小，冰川后退。一、一、冰川冰川(glacier)的形成的形成2、冰川的运动、冰川的运动 1 1、冰川的形态分类、冰川的形态分类 按照冰川的形态和规模，地按照冰川的形态和规模，地球上的冰川基本上分为两大类，即大球上的冰川基本上分为两大类，即大陆冰川陆冰川(continental glacier)和山岳冰川和山岳冰川(mountain glacier)。二、冰川的分类二、冰川的分类（1 1）大陆冰川）大陆冰川 是不受地形约束而发育的冰川。大陆是不受地形约束而发育的冰川。大陆冰川又叫大陆冰盖，也称极地冰盖，简称冰盖冰川又叫大陆冰盖，也称极地冰盖，

16、简称冰盖(ice sheet)(ice sheet)，国际上习惯把超过，国际上习惯把超过5000050000平方千平方千米面积的冰川才当作冰盖。目前，世界上主要米面积的冰川才当作冰盖。目前，世界上主要是南极和格陵兰两大冰盖。是南极和格陵兰两大冰盖。二、冰川的分类二、冰川的分类二、冰川的分类二、冰川的分类冰盖冰川冰盖冰川 南极冰盖最为巨大，包括边缘分布着的南极冰盖最为巨大，包括边缘分布着的冰架冰架(ice shelf)(ice shelf)在内，总面积达在内，总面积达1 3801 380万平方千万平方千米，平均厚度为米，平均厚度为7202 2007202 200米，最大厚度达米，最大厚度达4 2

17、674 267米。米。二、冰川的分类二、冰川的分类 整个南极大陆几乎都被永久冰雪所覆盖，只有极整个南极大陆几乎都被永久冰雪所覆盖，只有极少数山峰突出于冰面之上，称为冰原石山少数山峰突出于冰面之上，称为冰原石山(nunatak(nunatak)。冰盖。冰盖边缘有一些没有脱离冰盖的大冰流伸向海中，并漂浮于海边缘有一些没有脱离冰盖的大冰流伸向海中，并漂浮于海上，有的可延伸几百千米，虽然冰体是运动着的，但其范上，有的可延伸几百千米，虽然冰体是运动着的，但其范围基本是稳定的，这叫冰架，或称冰棚。在冰盖边缘的其围基本是稳定的，这叫冰架，或称冰棚。在冰盖边缘的其他地方也常有一些冰舌伸入海上，这就是流动速度较

18、快的他地方也常有一些冰舌伸入海上，这就是流动速度较快的溢出冰川。冰架和溢出冰川都是陆缘冰，它们的前端由于溢出冰川。冰架和溢出冰川都是陆缘冰，它们的前端由于消融而崩解，使大小不等的冰块在海上漂流，称为冰山消融而崩解，使大小不等的冰块在海上漂流，称为冰山(iceberg)(iceberg)。二、冰川的分类二、冰川的分类冰原石山冰原石山 格陵兰冰盖面积格陵兰冰盖面积170170万平方千米，万平方千米，由南北两个大冰穹组成，冰盖最大厚度由南北两个大冰穹组成，冰盖最大厚度3 3 411411米，其边缘没有大冰架，而溢出冰川甚米，其边缘没有大冰架，而溢出冰川甚多。多。二、冰川的分类二、冰川的分类（2 2）

19、山岳冰川）山岳冰川 它是完全受地形约束而发育的冰川。主它是完全受地形约束而发育的冰川。主要分布于地球的中低纬高山地带，其中，亚洲山要分布于地球的中低纬高山地带，其中，亚洲山区最发达。山岳冰川发育于雪线以上的常年积雪区最发达。山岳冰川发育于雪线以上的常年积雪区，沿山坡或槽谷呈线状向下游缓慢流动。根据区，沿山坡或槽谷呈线状向下游缓慢流动。根据冰川形态、发育阶段和地貌特征的差异，山岳冰冰川形态、发育阶段和地貌特征的差异，山岳冰川进一步分为多种类型。川进一步分为多种类型。二、冰川的分类二、冰川的分类 1)1)、悬冰川、悬冰川(hanging glacier)(hanging glacier)这是山岳冰

20、川中数量最多但体积最小的冰川，这是山岳冰川中数量最多但体积最小的冰川，成群见于雪线高度附近的山坡上，像盾牌似的悬挂在成群见于雪线高度附近的山坡上，像盾牌似的悬挂在陡坡上，其前端冰体稍厚，没有明显的粒雪盆与冰舌陡坡上，其前端冰体稍厚，没有明显的粒雪盆与冰舌的分化，厚度一般只有一二十米，面积不超过的分化，厚度一般只有一二十米，面积不超过1 1平方平方千米。对气候变化反应敏感，容易消退或扩展。千米。对气候变化反应敏感，容易消退或扩展。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 悬冰川悬冰川悬冰川悬冰川 2)2)、冰斗冰川、冰斗冰川(cirque glacier)(cirque glacie

21、r)分布在河谷源头或谷地两侧围椅状分布在河谷源头或谷地两侧围椅状的凹洼处，冰斗底部平坦，而壁龛陡峻。冰的凹洼处，冰斗底部平坦，而壁龛陡峻。冰体越过冰坎呈短小冰舌溢出冰斗，悬挂在斗体越过冰坎呈短小冰舌溢出冰斗，悬挂在斗口。冰斗冰川面积一般在数平方千米左右。口。冰斗冰川面积一般在数平方千米左右。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 冰斗冰川冰斗冰川冰斗冰川冰斗冰川 3)3)、山谷冰川、山谷冰川(valley glacier)(valley glacier)是山岳冰川中发育最成熟的类型，具有山岳是山岳冰川中发育最成熟的类型，具有山岳冰川的全部作用功能。山谷冰川具有明显而完整的粒冰川的

22、全部作用功能。山谷冰川具有明显而完整的粒雪盆和伸入谷地中的长大冰舌，冰川长度达到数千米雪盆和伸入谷地中的长大冰舌，冰川长度达到数千米至数十千米，冰川厚度为数百米。至数十千米，冰川厚度为数百米。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 3)3)、山谷冰川、山谷冰川 以雪线为界，山谷冰川具有明显的冰雪积累区以雪线为界，山谷冰川具有明显的冰雪积累区和消融区，分别表现为粒雪盆和长大冰舌。它像河流和消融区，分别表现为粒雪盆和长大冰舌。它像河流那样顺谷而下，沿途还可接纳支冰川汇入，组合为规那样顺谷而下，沿途还可接纳支冰川汇入，组合为规模更大的复式山谷冰川、树枝状山谷冰川。模更大的复式山谷冰川、

23、树枝状山谷冰川。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 山谷冰川山谷冰川山谷冰川山谷冰川山谷冰川山谷冰川4)4)、山麓冰川、山麓冰川(piedmont glacier)(piedmont glacier)巨大的山谷冰川从山地流出，在山麓地带冰舌扩巨大的山谷冰川从山地流出，在山麓地带冰舌扩展或汇合成大片广阔的冰体，叫山麓冰川。现代山麓冰川展或汇合成大片广阔的冰体，叫山麓冰川。现代山麓冰川只存在于极地或高纬地区，如阿拉斯加、冰岛等。阿拉斯只存在于极地或高纬地区，如阿拉斯加、冰岛等。阿拉斯加的马拉斯平冰川是条著名的山麓冰川，它由加的马拉斯平冰川是条著名的山麓冰川，它由1212条冰川汇条

24、冰川汇合而成，山麓部分的冰川面积达合而成，山麓部分的冰川面积达2 6822 682平方千米，冰川最平方千米，冰川最厚达厚达615615米。米。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 山麓冰川山麓冰川山麓冰川山麓冰川5)5)、平顶冰川、平顶冰川(flat-topped glacier)(flat-topped glacier)是山岳冰川与大陆冰盖的一种过渡类型，它发育是山岳冰川与大陆冰盖的一种过渡类型，它发育在起伏和缓的高原和高山夷平面上，故又名高原冰川或高在起伏和缓的高原和高山夷平面上，故又名高原冰川或高山冰帽山冰帽(mountain ice-cap)(mountain ice-

25、cap)。有时，在平顶冰川的周围。有时，在平顶冰川的周围常伸出若干短小的冰舌。这类冰川规模差别很大，其面积常伸出若干短小的冰舌。这类冰川规模差别很大，其面积自数十至数千平方千米不等。如我国祁连山最大的平顶冰自数十至数千平方千米不等。如我国祁连山最大的平顶冰川土尔根大坂山的敦德冰川，面积为川土尔根大坂山的敦德冰川，面积为5757平方千米。平方千米。二、冰川的分类二、冰川的分类（2）山岳冰川）山岳冰川 根据冰川活动层根据冰川活动层(由冰川表面由冰川表面以下至以下至15201520米深度内米深度内)以下的恒温层所以下的恒温层所特有的热力特征，将冰川分为三类：暖特有的热力特征，将冰川分为三类：暖型、冷

26、型和过渡型。型、冷型和过渡型。二、冰川的分类二、冰川的分类2、冰川的物理分类、冰川的物理分类(1)(1)、暖型冰川、暖型冰川(temperate glacier)(temperate glacier)冰川上部的活动层受气温变化而升高或降低，冰川上部的活动层受气温变化而升高或降低，而下部的恒温层则不受气温变化的影响，使冰川至底部而下部的恒温层则不受气温变化的影响，使冰川至底部的温度具有压力融点的等温状态的温度具有压力融点的等温状态(附近附近)，只有冬季上，只有冬季上 层几米处于负温。在冰内或冰下通道里有大量融水存在，层几米处于负温。在冰内或冰下通道里有大量融水存在，由于冰川底部有一层融水，使冰川

27、运动速度较大，年运由于冰川底部有一层融水，使冰川运动速度较大，年运动速度达动速度达100100米或更大。雪线较低，冰舌可下伸入森林带，米或更大。雪线较低，冰舌可下伸入森林带，冰川进退幅度大，冰川地质作用较强。冰川进退幅度大，冰川地质作用较强。二、冰川的分类二、冰川的分类2、冰川的物理分类、冰川的物理分类(2)(2)、冷型冰川、冷型冰川(cold glacier)(cold glacier)在极地或温带某些山岳冰川中，不仅冰川活动在极地或温带某些山岳冰川中，不仅冰川活动层的温度很低，恒温层内温度也明显低于冰融点温度。层的温度很低，恒温层内温度也明显低于冰融点温度。冰体直到很大深度都是负温，主体温

28、度常在冰体直到很大深度都是负温，主体温度常在1 1 1010以下。冰川里几乎没有融水可起润滑作用，所以冰以下。冰川里几乎没有融水可起润滑作用，所以冰川运动慢，一般年运动速度为川运动慢，一般年运动速度为 30-5030-50米。雪线较高，冰米。雪线较高，冰舌高居在森林带以上，进退幅度小，冰川地质作用强度舌高居在森林带以上，进退幅度小，冰川地质作用强度较弱。较弱。二、冰川的分类二、冰川的分类2、冰川的物理分类、冰川的物理分类(3)(3)、过渡型冰川、过渡型冰川(polythermal(polythermal glacier)glacier)冰川表层为低温，而底部为相应冰川表层为低温，而底部为相应的压力融点温度。的压力融点温度。二、冰川的分类二、冰川的分类2、冰川的物理分类、冰川的物理分类三、冰川对地理环境的影响三、冰川对地理环境的影响 1.冰川是重要的自然地理要素，形成独特的冰川冰川是重要的自然地理要素，形成独特的冰川景观。景观。2.对地球水分循环具有重要作用，调节河川径流。对地球水分循环具有重要作用，调节河川径流。3.影响生物、土壤和自然地带等的发育。影响生物、土壤和自然地带等的发育。4.改变地表形态，形成特殊的冰川地貌。改变地表形态，形成特殊的冰川地貌。