一种基于示踪技术检测冰川消融的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于示踪技术检测冰川消融的方法，该方法包括一下步骤：1、向若干份水中的分别投加等浓度的不同示踪剂并使其混合均匀，同时记录每个冰川模型的体积和质量，将若干添加有示踪剂的若干水依次由内向外分层冰冻建立若干冰川模型；2、调节冰川模型周围的环境因素，收集冰川模型在不同环境因素条件下融化的水样，并测量出所述水样中的各种示踪剂的浓度；3、根据示踪剂的含量得出冰川模型在不同条件下的不同冰层的融化的水样质量、融化速率和融化位置，并根据融化速度、融化质量和融化位置推导出实际冰川消融的物理过程。本申请实现了通过建立冰川模型模拟冰川消融过程，进一步推导出实际冰川的消融速度的目的，以便于对海平面上升以及冰川自然灾害进行预警分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于示踪技术检测冰川消融的方法。
技术介绍
根据《WorldGlacierInventory》和《中国冰川目录》的最新统计，全球的冰川面积为15865756km2，其中，96.6％分布在南极洲和格陵兰岛，其次为北美洲(1.7％)和亚洲(1.2％)，这些冰川与人类活动关系密切，其进退变化与生活在山地周围的人类关系更加密切。冰川作为气候变化的指示器，在气候变暖的趋势下呈加速退缩的趋势。冰川消融加速对海平面上升、区域水循环和水资源可获取性均有重要影响。目前，针对研究冰川储量(体积)变化的方法，主要包括传统测量方法、统计公式法、冰川地形测量法和遥感监测法。但是，这些方法都是基于研究冰川储量(体积)变化的，没有从冰川融化的物理过程上探讨其融化的机理；而且大部分研究方法耗时、耗财、耗力，也易受到野外条件的限制。本专利技术是实验室条件下进行冰的融化实验，简单易行，省时省力，结果可靠准确。冰的融化现象是自然界中很常见的一种物理现象，它是一个非稳态传热过程，并且该过程伴随有相变。其中影响冰融化快慢的因素有很多，从直观上来说主要有：温度高低的影响；气流的影响；外部环境中湿度的影响；冰块表面积大小的影响；冰块所受压强(气压或者是固压)的影响；冰块中杂质的影响等。冰川消融的方式有冰面消融、冰内消融和冰下消融，而以冰面消融为主。研究冰川消融是分析、预测冰川进退的重要途径，是了解河流补给状况，开发利用冰川资源的基础。通过定量模拟冰川区产流(消融)和汇流过程，可为冰川水资源变化和管理、冰川洪水预防和冰川水能利用等提供理论依据，此外，对冰川内水流运动的理解，对冰川内部压力的分布、冰川滑动和跃动及冰湖溃决等冰川动力学研究至关重要。定量评估冰川变化对干旱区流域/区域水资源管理、海平面上升以及冰川自然灾害预防等十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于示踪技术检测冰川消融的方法，通过建立冰川模型模拟冰川消融过程，进一步推导出实际冰川的消融速度，其推算结果误差小，且便于操作。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于示踪技术检测冰川消融的方法，包括：1、向若干份水中的分别投加等浓度的不同示踪剂并使其混合均匀，同时记录每个冰川模型的体积和质量，将若干添加有示踪剂的若干水依次由内向外分层冰冻建立若干冰川模型；2、调节冰川模型周围的环境因素，收集冰川模型在不同环境因素条件下融化的水样，并测量出所述水样中的各种示踪剂的浓度；3、根据示踪剂的含量得出冰川模型在不同条件下的不同冰层的融化的水样质量、融化速率和融化位置，并根据融化速度、融化质量和融化位置推导出实际冰川消融的物理过程。进一步地，环境因素包括温度、压强和气流。进一步地，冰川模型在不同条件下的各冰层的融化的水样质量△mI的和水样体积△Vi具体计算方法为：△mi＝△m*△Ci/△C△Vi＝△mi/g其中，△mi为冰川模型的各冰层融化的水样质量，△m为冰川模型融化的水样总质量，△Ci为冰川模型的各冰层融化的水样中的示踪剂浓度，△C为水样中示踪剂浓度总和；△Vi为冰川模型的各冰层的体积，g为冰川模型的密度。进一步地，冰川模型在不同条件下的各冰层的融化速率vi的具体计算方法为：vi＝△Vi/t其中，vi为冰川模型的各冰层的融化速率，△Vi为冰川模型的各冰层的体积，t为冰川模型融化时间。进一步地，实际冰川的融化速率v实的具体计算方法为：a实＝∑(dvi/d△Vi)/n*v实＝a实*V实其中，a实为冰川模型的融化速率平均变化量，dvi/d△Vi为冰川模型的各冰层的融化速率变化量，v实为实际冰川的融化速率，dvi为各冰层的局部融化速率，V实为冰川实际体积。本专利技术的有益效果为：本申请通过建立冰川模型，计算出实际冰川的消融速度，进一步实现了对实际冰川的消融监测。并且，本申请通过测量水样中示踪剂的含量推导出不同体积的冰块的融化速度，并通过不同体积的冰块的融化速度得到冰川模型的融化速率平均变化量，最后根据冰川模型的融化速率平均变化量推导出不同体积的冰川的融化速率。根据本方法得出的冰川的融化速率准确性高，可准确地计算出不同体积的冰川的融化速率。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。一种基于示踪技术检测冰川消融的方法。实施例1：该方法包括以下步骤：步骤1：向若干份水中的分别投加等浓度的不同示踪剂并使其混合均匀，同时记录每个冰川模型的体积和质量，将若干添加有示踪剂的若干水依次由内向外分层冰冻建立若干冰川模型。步骤2：调节冰川模型周围的环境因素，收集冰川模型在不同环境因素条件下融化的水样，并测量出所述水样中的各种示踪剂的浓度。步骤3：根据示踪剂的含量得出冰川模型在不同条件下的不同冰层的融化的水样质量、融化速率和融化位置，并根据融化速度、融化质量和融化位置推导出实际冰川消融的物理过程。实施例2：实施例1中所提到的环境因素具体指的是温度、压强和气流。实施例3：实例中1中所述冰川模型在不同条件下的各冰层的融化的水样质量△mI的和水样体积△Vi具体计算方法为：△mi＝△m*△Ci/△C△Vi＝△mi/g其中，△mi为冰川模型的各冰层融化的水样质量，△m为冰川模型融化的水样总质量，△Ci为冰川模型的各冰层融化的水样中的示踪剂浓度，△C为水样中示踪剂浓度总和；△Vi为冰川模型的各冰层的体积，g为冰川模型的密度。实施例4：通过实施例3中的冰川模型的各冰层的体积，可以得出冰川模型在不同条件下的各冰层的融化速率vi，其具体计算方法为：vi＝△Vi/t其中，vi为冰川模型的各冰层的融化速率，△Vi为冰川模型的各冰层的体积，t为冰川模型融化时间。实施例5：通过实施例4中的冰川模型的各冰层的融化速率，可得到实际冰川的融化速率v实，其具体计算方法为：a实＝∑(dvi/d△Vi)/n*v实＝a实*V实其中，a实为冰川模型的融化速率平均变化量，dvi/d△Vi为冰川模型的各冰层的融化速率变化量，v实为实际冰川的融化速率，dvi为各冰层的局部融化速率，V实为冰川实际体积。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于示踪技术检测冰川消融的方法，其特征在于，包括向若干份水中的分别投加等浓度的不同示踪剂并使其混合均匀，同时记录每个冰川模型的体积和质量，将若干添加有示踪剂的若干水依次由内向外分层冰冻建立若干冰川模型；调节冰川模型周围的环境因素，收集冰川模型在不同环境因素条件下融化的水样，并测量出所述水样中的各种示踪剂的浓度；根据示踪剂的含量得出冰川模型在不同条件下的不同冰层的融化的水样质量、融化速率和融化位置，并根据所述融化速度、融化质量和融化位置推导出实际冰川消融的物理过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于示踪技术检测冰川消融的方法，其特征在于，包括向若干份水中的分别投加等浓度的不同示踪剂并使其混合均匀，同时记录每个冰川模型的体积和质量，将若干添加有示踪剂的若干水依次由内向外分层冰冻建立若干冰川模型；调节冰川模型周围的环境因素，收集冰川模型在不同环境因素条件下融化的水样，并测量出所述水样中的各种示踪剂的浓度；根据示踪剂的含量得出冰川模型在不同条件下的不同冰层的融化的水样质量、融化速率和融化位置，并根据所述融化速度、融化质量和融化位置推导出实际冰川消融的物理过程。2.根据权利要求1所述的基于示踪技术检测冰川消融的方法，其特征在于，所述环境因素包括温度、压强和气流。3.根据权利要求1所述的基于示踪技术检测冰川消融的方法，其特征在于，所述冰川模型在不同条件下的各冰层的融化的水样质量△mI的和水样体积△Vi具体计算方法为：△mi＝△m*△Ci/△C△Vi＝△mi/g其中，△mi为冰川模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁白莎，董国强，严登华，史婉丽，秦天玲，杨朝晖，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，水利部淮河水利委员会，
类型：发明
国别省市：北京;11