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施雅风与我国冰川学

时间:2010-09-18 14:14 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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施雅风,中国科学院院士,现任中国科学院兰州冰川冻土所研究员、名誉所长,南京地理与湖泊所研究员。江苏海门人,1919年3月生。1944年毕业于浙江大学研究院地理学专业。1958年起组织西部山区冰川考察,先后考察了祁连山、天山、喜马拉雅山、喀喇昆仑等山系,建立天山冰川观测站,创建中国科学院兰州冰川冻土研究所。他在倾注大量精力于中国现代冰川、第四纪冰川研究的同时,促进冻土学与泥石流研究,开展干旱区水资源研究,近年并注意于气候变化对北方水资源影响和海平面上升影响的研究。他领导并参与撰著有关冰川学方面专著8册,论文130余篇。曾获国家自然科学一等奖一项、三等奖一项,中国科学院奖6项。曾当选中国地理学会理事长、冰川冻土分会主任、国际冰川学会理事、国际冻土协会理事、英国皇家伦敦地质学会名誉会员。

    冰川是寒冷地区多年降雪积累,经过变质作用,在重力作用下作缓慢运动的自然冰体。在从积累、运动到消融的全过程中,在动力和热力作用下,水分和热量不断地收支变化,冰川与大气,冰川与岩床之间相互作用,构成一个复杂的系统。冰川主要分布在南极和北极地区以及中、低纬度的高山上,占有世界陆地面积的11%。而在第四纪冰期时,冰川覆盖范围更扩大到世界陆地面积的30%以上。冰川和冰冻圈中积雪以及积雪运动中产生的雪崩和风吹雪,大洋中的冰山和海冰,陆地上的河冰、湖冰和海冰,以及其他星球上的结冰现象共同构成现代广义的冰川学研究对象。

    中国西部是世界上最高大的山系所在,南起喜马拉雅山、经过喀喇昆仑山、昆仑山、祁连山、天山,北至阿尔泰山很多高峰耸立在雪线之上,发育了大量冰川。冰川融水灌溉着西北干旱荒漠,孕育了片片绿洲;冰川融水也是许多大河如黄河、长江、恒河、印度河的源头;冰川湖溃决洪水,冰川泥石流等灾害危害着边远地区的人民生活。但中国的冰川研究长期处于空白状态,尽管19世纪末至20世纪上半期,中外少数学者有关于西部山区冰川的零星报道,由于当时政治、经济、交通和科学发展条件的限制,中国学者很少有接触现代冰川的机会。中华人民共和国成立之后,科学工作条件有了根本的改善,1956年第一次国家科学发展规划的制定规定西部地区综合考察包括冰川的内容,而登山活动也对冰川研究有所促进。1958年中国科学院在甘肃省支持下在兰州成立专门冰川考察队,由施雅风主持,对中国冰川研究事业的建立起了决定性作用。自此至今,中国冰川研究从小到大,从幼稚到健壮,已走过36年的路程。施雅风作为该事业长期的组织者和学术领导人,对中国冰川研究的发展做出了重要贡献:

    一、广泛组织冰川考察,查明中国冰川特征和分布。1958年施雅风基于西北地区干旱缺水的严重情况,倡导开展冰川考察,在有关方面大力支持下,以初步查明冰川资源,探寻人工融冰化雪增加干旱区灌溉水量的可能性为目标,组成6个考察队与一个实验队,克服高山缺氧路途险阻等多种困难,在祁连山区开展工作。他们当年初战告捷,统计到10个冰川区941条冰川的面积和储水量,人工黑化冰川促进消融的有效温度界限为-5°,撰著我国第一部冰川专著《祁连山现代冰川考察报告》。接着在1959年至1960年,组织天山冰川考察,建立天山冰川站。发现天山的冰川规模远大于祁连山区,有若干长度达30km以上的大冰川。1962年对乌鲁木齐河源冰川与水文进行了较深入的观测研究,包括冰川测图、成冰作用、冰川温度、运动、辐射与热量平衡、积累与消融、冰川水文与河流水文等,使初步建立的冰川学水平有明显的提高。1964年和希夏邦马峰登山活动结合,施雅风和刘东生共同主持的科学考察对这座喜马拉雅山中段的8012m高峰地区的冰川、地质等现象进行研究,随后是规模更大的包括更多学科的珠穆朗玛峰地区科学考察。施雅风和有关同事一道比较深入地研究了低纬度极高山冰川发育特征,以及山地迅速上升对冰川发育的影响。施雅风特别对景色奇特、千姿百态的冰塔林的成因,创造性提出了系统解释,即低纬度最高山区强烈的高角度的太阳辐射和有利于蒸发、升华进行的干冷气候,促使冰面差别消融迅速发展,冰川运动过程中所成皱褶、断裂是消融形态多样化的重要条件,冰塔林的形成到消失要经历百年以上时间,它的分布限于较大的山谷冰川的冰舌上段。1964年他和谢自楚合作撰写的“中国现代冰川基本特征”一文,根据冰川的水热发育条件和物理特征,将中国西部冰川分为大陆性冰川与海洋性冰川两类,为我国很多地学工作者接受和引用。该文获得当时的中国科学院优秀成果奖。他作为青藏科学考察主要贡献者之一,和刘东生、孙鸿烈等多人共同荣获第三届国家自然科学一等奖。在80年代,他着力推进全国冰川目录编制,查明中国冰川资源的数量和分布,截止1987年统计到中国现代冰川总面积为58651km2,储冰量5132km2。他和黄茂桓、任炳辉等合作撰著的《中国冰川概论》,系统总结了30年的中国冰川研究成就,获中国科学院自然科学二等奖。此外,他和米德生等合作编著的1∶400万中国雪、冰、冻土图,展示了中国冰冻图的全貌。

    二、主持巴基斯坦境内巴托拉冰川研究,拟定国际喀喇昆仑公路通过冰川末端方案。由中国修建的跨越喀喇昆仑山通往巴基斯坦的国际公路,经过长达59km的大冰川——巴托拉冰川末端,公路才修建起来即被冰川洪水毁坏,急需提出重建方案。1974~1975年,施雅风率领一个考察组前往,深入观测这条大冰川的变化和运动特征。他们发现这条冰川正在前进中,历史上曾多次越过公路位置,公路被毁的原因是冰川冰下融水道的突然迁移。施雅风率领考察组认真研究了冰川运动、冰川消融和近百年气候与冰川进退,发现存在波动变化规律,创造性的提出应用波动冰量平衡法和运动速度衰减法预报巴托拉冰川本世纪内最大前进值不超过180m,以后即转为后退,相应的冰川融水道将稳定相当时间,判断出公路路基下不存在埋藏冰,从而拟定可节约相当资金的公路不改道设计方案,经批准建设。以后1978、1980与1994年两次复测验证原预报和有关推断符合发展事实。由施雅风主编的“喀喇昆仑山巴托拉冰川考察与研究”专著,荣获第二届国家自然科学三等奖。

    三、基本建立西部山区第四纪冰川系列,提出了东部地区第四纪冰川的新认识。随着现代冰川考察,施雅风还系统地研究西部山地冰川地貌与第四纪冰川遗迹,他比较早地指明小冰期与末次冰期的冰川范围与特征,认为西部第四纪冰川至少可分出四次冰期,而以中更新世冰川规模最大,有广泛的山麓冰川发育,出现局部的小冰盖,但仍然是分散的互不联系的,远没有在青藏高原形成统一的大冰盖。随着山体进一步上升,高原内部气候趋于干燥,晚更新世冰川规模比以前有相当收缩,一般限于山谷冰川,冰期雪线比现代雪线的下降值,在青藏高原东南部可达1000~1200m,而在高原中西部和祁连山、天山地区只有300~800m。大陆性冰川的侵蚀作用较弱,海洋性冰川的侵蚀作用强得多。基于冰川沉积与山区河流冲积的识别与恰当的冰碛厚度推测,施雅风曾对经过天山古冰川区的铁路隧道方向的选择与勘探工作提出有益的建议。对中国东部第四纪冰川范围的认识长期存在深刻的分歧和争论。1980年施雅风和一批中外学者去有争议的关键地区——庐山考察后,旗帜鲜明地提出“庐山真的有第四纪冰川吗?”的质疑,并从侵蚀形态、堆积特征和气候条件三方面否定前人冰川遗迹论证,以后施雅风和崔之久、李吉均等一道从北起大兴安岭,南至桂林对东部第四纪冰川问题作了广泛深入的研究,从侵蚀地貌和混杂堆积的成因识别,指示冰期环境的古植物、古动物、黄土与古土壤、洞穴沉积等研究成就,古冰川发育必须具备的气候条件及其分布规律,确认中国东部第四纪冰川只限于长白山、太白山、螺积山等高山地区,而海拔2000m以下山地,没有发育第四纪冰川的条件。但有些地貌与沉积现象,特别是泥石流堆积却易于误判为冰川成因,过去有关东部中低山地广泛发现第四纪冰川的报道,实属误解。由施雅风主编的《中国东部第四纪冰川问题与环境》专著,获中国科学院自然科学二等奖。

    四、在气候变化研究中,施雅风依据冰川与湖泊萎缩现象,指出亚洲中部存在暖于化趋势;但如果气候进一步变暖,有可能转为湿润。


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