在近一个世纪以来全球变暖趋势显著的背景下,1980年代中后期以来新疆等地区的降水、出山径流出现持续增加现象,冰川也呈加速萎缩状态。作者从区域冰川研究入手,研究在这种气候暖湿转变背景下,塔里木河流域冰川变化的响应及其影响。通过应用大比例尺地形图、高分辨率卫星遥感影像及航空摄影照片获得了塔里木河流域3000多条冰川1960年代初以来的变化,表明该流域近30多年来冰川呈总体萎缩状态,冰川退缩已给塔里木河流域水资源变化带来了明显的影响。

阿特奥依纳克河位于我国天山的最西段,最大现代冰川作用中心托木尔峰的南麓。在第四纪冰期与间冰期的气候旋回中,该处留下了形态较为完整的6套冰川沉积。应用ESR测年技术 (辅以OSL测年技术) 对冰碛物及其相应的冰水沉积物进行了定年,测得6套冰碛年龄分别为7.3±0.8ka BP (OSL,冰水沙);12.3±1.2ka BP (OSL) 与15~29ka BP;46~54ka BP;56~65ka BP;155.8±15.6ka BP与234.8±23.5ka BP;453.0±45.3ka BP,测年结果表明它们分别形成于新冰期、海洋同位素阶段(MIS)2、3b、4、6、12。第三套冰碛测年结果表明该处MIS3b冰进规模较大,其规模基本上与末次盛冰期 (MIS2) 的规模相当。此处最老冰碛测年结果与我国中段天山乌鲁木齐河源高望峰冰碛的测年结果 (459.7±46ka BP与477.1ka BP) 遥相呼应,老冰碛的年龄显示我国天山西段与中段至少于MIS12进入了冰冻圈,开始发育冰川。

利用玉龙雪山白水1号冰川区冬季和夏季表面积雪、雪坑、融水以及白水河河水中δ¹⁸O资料,对比分析了冬季和夏季我国典型季风温冰川系统内稳定同位素分馏行为的差异。分析结果表明,夏季冰川系统内各水体相变过程中稳定同位素分馏程度均比冬季强烈,指示出夏季季风海洋型冰川强烈消融的特点。另外,不论是冬季还是夏季,从表面积雪到融水再到由融水补给的河流,δ¹⁸O垂直变化梯度依次增大,反映了从固态降雪向冰川融水补给的河流河水转换过程中,稳定同位素分馏程度逐渐增强,体现了沉积后过程对海洋型冰川区同位素记录的影响具有空间差异性。