中国科学院天山冰川观测试验站

**中國科學院天山冰川觀測試驗站**是於 1959 年建立的冰川研究站，位於中華人民共和國新疆維吾爾自治區烏魯木齊市烏魯木齊縣。現隸屬於中國科學院西北生態環境資源研究院。中科院天山冰川觀測試驗站是世界冰川監測中心（WGMS）成員之一，也是「中國國家野外科學觀測研究站」、「特殊環境與災害監測網絡」、「大氣本底與特殊功能國家野外科學觀測研究站」以及「全球冰凍圈監測網絡」的成員之一。天山站的主要研究方向為冰川過程和機理以及冰川與其他圈層的相互作用。

## 歷史

1958 年，在施雅風的倡導和組織下，中國科學院成立了中國科學院高山冰雪利用研究隊，開始了中華人民共和國的冰川和凍土的考察和研究工作。1959 年到 1960 年期間，中科院高山冰雪利用研究隊新疆分隊對新疆天山地區的冰川進行了大面積普查工作。1959 年 7 月，高山冰雪利用研究隊在新疆水利廳的支持下，在新疆境內天山山脈中段喀拉烏成山主峰，天格爾 II 峰北坡的烏魯木齊河河源大西溝地區建立天山冰川研究站，對勝利大阪 1 號冰川（現天山烏魯木齊河源 1 號冰川）的氣象、冰川以及水文等方面開始觀測研究。蘇聯專家Л.Д. 道爾古辛（Долгушин, Леонид Дмитриевич）指導過天山冰川研究站的選址和觀測項目。1961 年，由中國科學院新疆分院水土生物資源綜合所管理天山冰川研究站，並繼續對烏魯木齊河源 1 號冰川進行監測。1962 年，中國科學院高山冰雪利用研究隊更名為蘭州冰川凍土室。在施雅風的領導和組織下，冰川凍土室與新疆綜合所合作開始對天山烏魯木齊河源 1 號冰川進行輻射、水流水文特徵等方面進行研究。1965 年，天山冰川研究站歸屬中科院地理研究所（今中國科學院地理科學與資源研究所的前身）冰川凍土室。並在這一年在科學出版社出版了《天山烏魯木齊河冰川與水文研究》論文集。

文化大革命開始後，天山冰川研究站被撤銷，天山冰川研究站的所有工作全部停止，對天山冰川的研究工作陷入停滯，這一停就是 12 年。到了 1979 年，蘭州冰川凍土研究所（今歸中國科學院寒區旱區與環境工程研究所）重建天山冰川觀測試驗站。二十世紀 80 年代初期，建立了通往觀測 1 號冰川的簡易公路，並在海拔 2130 米處修建了研究基地。為了讓觀測試驗站儘快趕上冰川學的發展，除了加大了對天山冰川觀測試驗站的基礎設施建設，還加強了與國際的合作。1981 年夏季，由蘭州冰川凍土研究所組織的中日聯合考察隊對天山勝利大阪和博格達峰地區冰川進行考察。天山冰川觀測試驗站除了和日本組建聯合考察隊外，從二十世紀 80 年代開始，先後和美國、加拿大、俄羅斯、哈薩克斯坦、瑞士等不同國家的數十個機構進行合作。

1982 年，天山冰川觀測試驗站加入世界冰川監測中心（WGMS），天山冰川站主要監測的天山烏魯木齊河源 1 號冰川成為十座世界冰川監測中心設立的參考冰川之一。1987 年，天山冰川觀測試驗站成為中科院首批對外開放的野外觀測試驗站。1999 年，中華人民共和國科技部選取了第一批國家野外科學觀測研究站試點站，其中就包括天山冰川觀測試驗站。2002 年，中國科學院開始建設特殊環境與災害監測網絡，天山冰川觀測試驗站成為網絡的組成部分之一。2006 年，天山冰川站成為了 10 個大氣本底與特殊功能國家野外科學觀測研究站之一。2013 年，天山冰川觀測試驗站成為世界氣象組織創建全球冰凍圈監測網絡的首批站點之一。

## 研究對象

最初，天山冰川觀測試驗站僅對天山烏魯木齊河源 1 號冰川進行觀測，工作範圍僅在烏魯木齊河流域。天山烏魯木齊河源 1 號冰川是烏魯木齊河流域面積最大的一條冰川，是世界冰川監測中心的參照冰川之一。也是中華人民共和國監測時間最長，資料也最為豐富的冰川，也是世界上為數不多的觀測時間超過 50 年的冰川之一。烏魯木齊河源 1 號冰川是研究對亞洲中部乾旱地區水資源的形成和演化的參考冰川。

1998 年後，天山冰川站開始拓展觀測範圍。除了天山烏魯木齊河源 1 號冰川，從新疆境內天山山脈的最西端到最東端，超過 1500 千米，設有 3 條定位觀測參照冰川，分別是托木爾峰青冰灘 72 號冰川、奎屯河哈希勒根 51 號冰川和哈密廟爾溝冰帽。托木爾峰青冰灘 72 號冰川位於中國境內天山山脈最西端，是亞洲內陸最大的冰川作用區，當地徑流超過 40% 都為冰川融水，從 2007 年開始，天山冰川站開始對其觀測。奎屯河哈希勒根 51 號冰川位於天山山脈依連哈比爾尕山北坡，在中國境內屬於天山山脈中段，是研究天山北麓和艾比湖周圍山區的參照冰川，從 1998 年開始，天山冰川站對其進行觀測。哈密廟爾溝冰帽位於天山山脈東段，是冰川對水資源影響及記錄沙塵暴的參照冰川。天山站對該冰川的觀測開始於 2004 年。另外在天山山脈上還有數個由天山冰川站建立的半定位觀測點，如天山博格達峰扇形冰川、四工河 4 號冰川、瑪納斯河上游的鹿角灣冰川等。

除了觀測天山山脈的冰川站，天山冰川站的觀測範圍也擴展到了阿爾泰山山區。2007 年開始，天山冰川站與喀納斯景區合作，進行對當地冰川的觀測和研究工作。2009 年，天山冰川站與喀納斯景區對友誼峰地區冰川進行了聯合考察。2011 年，天山冰川站與喀納斯景區聯合建立了「阿爾泰山冰川積雪與環境觀測研究站」，也就是「阿爾泰山站 - 喀納斯站」。除此之外，2015 年，位於吉木乃縣的「中國阿爾泰山冰凍圈科學與可持續發展綜合觀測研究站」建立，也就是「喀納斯山站 - 吉木乃站」，其觀測參考冰川為喀納斯冰川以及木斯島冰川。

2010 年起，在國家自然科學基金委員會的「黑河流域生態 - 水文過程集成研究」項目的支持下，天山冰川站開始了對祁連山黑河流域（額濟納河流域）上游的冰川的觀測及調查工作。天山冰川站將該地區的十一冰川作為參考冰川，天山冰川站對十一冰川的物質平衡、冰川表面運動速度等進行研究。並對黑河上游的七一冰川及黑河流域的八一冰川進行觀測。

2004 年，中華人民共和國在挪威斯瓦爾巴群島的新奧爾松建立中國北極黃河站。斯瓦爾巴群島是擁有北極最大區域冰川，建站後，黃河站開始對奧斯塔洛文伯林（Austre Lovénbreen）和彼得森伯林（Pedersenbreen）兩條冰川進行觀測。2014 年開始，天山冰川站對奧斯塔洛文伯林及彼得森伯林冰川的冰川物質平衡等進行觀測。

## 設施設備與人才培養

天山冰川站目前共有 4 個站區，分別是高山站、基礎站阿爾泰山站 - 喀納斯站和阿爾泰山站 - 吉木乃站。天山冰川站高山站設在天山中段天格爾 II 峰北坡海拔 3545 米處。高山站被高寒草甸和基石環繞，研究區域內包括冰川、積雪、凍土、冰緣植被等。高山站所處地區常年氣溫處在零度以下，最低氣溫低於零下三十五度。高山站占地面積 1500 平方米，並設有 10 平方米的氣象觀測場及 15 平方米水文氣象點。天山冰川站基本站位於海拔 2130 米，距離高山站 35 千米，站區被雪嶺雲杉和高山草場環繞。基本站設置在在烏魯木齊縣板房溝鄉以及薩爾喬克達坂鄉，均建有辦公室、宿舍、車庫等設施。在喀納斯建有 500 平方米的喀納斯站，以及在喀納斯自然景區保護區內的 500 平方米的辦公室及宿舍。天山冰川觀測試驗站除了有離子色譜儀、液態水同位素分析儀、微粒粒徑分析儀等設備，還有冰川蒸汽（熱水） 鑽、可攜式冰芯鑽、石英冰川鑽孔溫度探頭、25 米冰川監測塔及 10 米的氣象監測等具有自主智慧財產權的設備和儀器。

2018 年，天山冰川觀測試驗站有固定人員 30 人，包括 4 名研究員，2 名副研究員，2 名高級工程師，5 名助研，2 名工程師及 15 名合同制工人。另外，有 25 名研究生在站，以及 20 名客座研究員。自天山冰川站建站以來，在天山冰川站完成的碩士、博士論文超過 150 篇，其中就包括中國科學院地學部院士秦大河的碩士論文和中國科學院地學部院士姚檀棟的博士論文。另外，從 2009 年開始，天山冰川站還會與西北師範大學、石河子大學等西部高校聯合舉辦「天山杯青年學術報告會」。

## 研究成果

天山冰川觀測試驗站主要側重在冰川學、第四紀冰川、冰川水文學、冰緣植被以及生態等方面的研究。截止 2018 年，共發表超 20 部專著、超 1300 篇學術論文，其中超過 50 篇在《冰川學雜誌（Journal of Glaciology）》及《冰川學集刊（Annals of Glaciology）》之上。另外，出版近 40 冊資料集。天山冰川觀測試驗站的數據在中華人民共和國發布在《天山冰川站年報》、寒旱區科學數據中心、冰凍圈科學數據平台等平台之上。在國際上定期發布在由國際科學理事會、國際大地測量學與地球物理學聯合會、聯合國環境規劃署、聯合國教科文組織和世界氣象組織聯合出版的《冰川物質平衡通報（Glacier Mass Balance Bulletin）》、《冰川波動（Fluctuations of Glaciers）》等資料集之上。其數據亦會被聯合國環境規劃署的《環境數據報告（Environmental Data Report）》和《全球環境展望數據門戶（GEO Data Portal）》（現為《聯合國環境規劃署環境數據瀏覽器》）以及《中國氣候變化藍皮書》收錄。截止到 2018 年，天山冰川觀測試驗站獲得 1 次國家自然科學獎二等獎、1 次國家科學技術進步獎二等獎、2 次省部級自然科學獎一等獎和 5 次二等獎、2 次省部級科學技術進步獎一等獎和 1 次二等獎。

## 參考文獻

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