《冰川與凍土地貌》課件

冰川與凍土地貌冰川是地球上重要的地貌特征。它們是由積雪經(jīng)過壓實(shí)和重結(jié)晶而形成的巨大冰體。凍土地貌是指受凍土影響而形成的地表形態(tài)。它們廣泛分布于高緯度和高海拔地區(qū)。課程目標(biāo)了解冰川和凍土掌握冰川和凍土的基本概念，認(rèn)識(shí)其形成過程、分布特征以及對(duì)地貌的影響。掌握冰川與凍土地貌學(xué)習(xí)冰川侵蝕和堆積地貌，凍土侵蝕和堆積地貌等，了解其典型特征及形成機(jī)制。了解氣候變化的影響分析氣候變化對(duì)冰川和凍土的影響，以及由此產(chǎn)生的環(huán)境變化和工程建設(shè)的挑戰(zhàn)。了解冰川和凍土的保護(hù)認(rèn)識(shí)到冰川和凍土對(duì)生態(tài)環(huán)境的重要性，以及保護(hù)它們的重要性。什么是冰川冰川是由多年積雪，在重力作用下，經(jīng)過壓實(shí)、重結(jié)晶、運(yùn)動(dòng)而形成的巨大冰體。冰川是地球上最大的淡水資源，對(duì)地球氣候和生態(tài)環(huán)境有著重要影響。冰川是一種自然現(xiàn)象，形成于高海拔地區(qū)，氣候寒冷、降雪量大，降雪量大于融化量。冰川在重力作用下緩慢移動(dòng)，會(huì)塑造獨(dú)特的冰川地貌。冰川的形成條件充足的降雪冰川形成需要大量降雪，降雪量必須大于融化量。高海拔地區(qū)溫度低，有利于降雪的積累。低溫環(huán)境低溫環(huán)境下，降雪不會(huì)立即融化，而是逐漸堆積，形成積雪層。積雪層經(jīng)過壓實(shí)、重結(jié)晶過程，最終轉(zhuǎn)變?yōu)楸ū?。地形條件冰川形成需要一定的坡度，有利于積雪的移動(dòng)和堆積。山谷地形、高原地形等有利于冰川的形成和發(fā)展。冰川的主要類型大陸冰川覆蓋范圍廣，厚度大，主要分布在南極洲和格陵蘭島。山岳冰川分布在高山地區(qū)，形態(tài)多樣，包括冰帽、冰川和冰斗冰川等。山谷冰川山谷冰川形態(tài)山谷冰川通常呈舌狀，沿著山谷向下延伸，冰川底部與谷底相接。冰川侵蝕地貌山谷冰川在流動(dòng)過程中，會(huì)對(duì)谷壁和谷底進(jìn)行侵蝕，形成U形谷、冰斗、角峰等特征地貌。冰川末端山谷冰川的末端通常稱為冰舌，冰舌末端往往會(huì)形成冰川消融區(qū)，形成冰川融水。冰帽和冰帽冰川冰帽是覆蓋在山頂或高原上的小型冰川，面積小于50,000平方公里。冰帽冰川是指由冰帽形成的冰川，其特點(diǎn)是覆蓋范圍較小，形狀不規(guī)則，通常呈圓形或橢圓形。冰帽冰川通常會(huì)形成冰川河流，這些河流會(huì)從冰帽的邊緣流出，形成山谷冰川。冰川的流動(dòng)特征1冰川運(yùn)動(dòng)冰川像河流一樣緩慢流動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度受冰川厚度、坡度和溫度影響。2冰川的塑性變形冰川內(nèi)部冰晶發(fā)生相互滑動(dòng)和擠壓，呈現(xiàn)塑性變形，導(dǎo)致冰川緩慢流動(dòng)。3冰川的滑移冰川底部的融水形成滑移面，冰川在滑移面上滑動(dòng)，加速冰川流動(dòng)。4冰川的裂縫由于冰川流動(dòng)速度不均勻，冰川表面會(huì)產(chǎn)生裂縫，是冰川流動(dòng)的重要特征之一。冰川侵蝕的特點(diǎn)冰川侵蝕力強(qiáng)冰川的巨大重量和流動(dòng)性，使其具有強(qiáng)大的侵蝕能力。冰川可以將巖石磨損成粉末，形成冰川粉末。冰川侵蝕范圍廣冰川侵蝕作用不僅發(fā)生在冰川底部，還發(fā)生在冰川兩側(cè)和冰川表面。冰川可以將山谷改造成U形谷，形成冰蝕湖等地貌。冰川侵蝕地貌U形谷冰川侵蝕形成的谷地，橫剖面呈U形，兩側(cè)壁陡峭，谷底寬闊平坦。角峰多個(gè)冰川從不同方向侵蝕山峰，形成尖銳的山峰，常呈金字塔狀。刃脊兩個(gè)冰川從相反方向侵蝕山脊，形成狹窄的刀刃狀山脊，高聳而險(xiǎn)峻。懸谷小型冰川侵蝕形成的支谷，與主谷高度懸殊，形成懸谷，常有瀑布。冰川堆積地貌冰川堆積地貌是指冰川消融后，冰川攜帶的物質(zhì)在冰川末端或冰川消融區(qū)堆積形成的地貌。冰川堆積物主要包括礫石、沙子、粉沙和粘土等。根據(jù)冰川堆積物的大小、形狀和堆積方式的不同，冰川堆積地貌可以分為多種類型，如冰磧丘陵、冰磧平原、冰水沉積平原等。冰川堆積地貌是冰川作用的產(chǎn)物，它可以反映冰川的規(guī)模、運(yùn)動(dòng)方向和消融過程等信息。冰川堆積地貌的形成對(duì)地表形態(tài)、水文條件和土壤發(fā)育等方面都具有重要影響。什么是凍土凍土是指地表以下溫度在0℃以下，并持續(xù)兩年或兩年以上，土壤或巖石中含有冰的土層。凍土通常存在于高緯度地區(qū)和高海拔地區(qū)，是冰川與凍土地貌的重要組成部分。永久凍土分布緯度分布高緯度地區(qū)，如北半球的北極圈附近，南半球的南極圈附近海拔分布高海拔地區(qū)，如青藏高原、阿爾卑斯山脈等永久凍土主要分布在高緯度和高海拔地區(qū)，覆蓋全球陸地面積約24%。季節(jié)性凍土季節(jié)性凍土是指在寒冷地區(qū)，冬季地面凍結(jié)，夏季解凍的土壤層。這種凍土層每年都會(huì)發(fā)生凍融循環(huán)，深度和持續(xù)時(shí)間因地理位置、氣候條件和土壤類型而異。季節(jié)性凍土的厚度通常在幾米到幾十米之間，其分布范圍廣泛，主要位于高緯度地區(qū)、高山地區(qū)和極地地區(qū)。凍土形成與特征1溫度條件年平均氣溫低于0℃，且持續(xù)時(shí)間超過兩年。2水分條件凍土層中含有充足的水分，通常以冰的形式存在。3地質(zhì)條件多發(fā)育在高緯度、高海拔地區(qū)，通常是寒冷、干燥的地區(qū)。4凍土類型分為永久凍土和季節(jié)性凍土，永久凍土全年處于凍結(jié)狀態(tài)。凍土侵蝕與堆積地貌凍土的侵蝕和堆積作用主要受凍融循環(huán)的影響，導(dǎo)致地表形態(tài)的變化和獨(dú)特的地貌景觀。凍融作用會(huì)使凍土層松散，易受風(fēng)化、剝蝕和搬運(yùn)，形成各種凍土侵蝕地貌。在凍融作用下，凍土層中的碎屑物質(zhì)會(huì)重新堆積，形成各種凍土堆積地貌，例如冰緣丘陵、冰緣階地和冰緣湖泊等。凍土的侵蝕與堆積地貌是研究?jī)鐾镰h(huán)境和氣候變化的重要指標(biāo)。凍融凸起與凍裂紋凍融凸起是指凍土層在反復(fù)凍融作用下，土壤水分凍結(jié)體積膨脹，融化后體積縮小，導(dǎo)致土壤向上隆起形成的現(xiàn)象。凍裂紋是凍土層在冬季凍結(jié)過程中，水分凍結(jié)體積膨脹，對(duì)周圍土壤產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致土壤開裂形成的裂縫。凍融凸起和凍裂紋是凍土區(qū)常見的兩種地貌現(xiàn)象，對(duì)地表植被和工程建設(shè)都會(huì)造成一定的影響。凍土對(duì)工程建設(shè)的影響地基不穩(wěn)定凍土融化導(dǎo)致地面沉降，影響建筑物穩(wěn)定性。工程施工難度大凍土層易于凍融，導(dǎo)致施工設(shè)備難以操作，工程進(jìn)度受阻?；A(chǔ)設(shè)施破壞凍土融化會(huì)導(dǎo)致道路、橋梁、管道等基礎(chǔ)設(shè)施變形或斷裂。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)增加凍土融化會(huì)釋放溫室氣體，加劇氣候變化，影響生態(tài)環(huán)境。冰川與凍土的關(guān)系共同演化冰川是凍土形成的重要因素，冰川融水會(huì)滲入地表，導(dǎo)致地表溫度下降，促進(jìn)凍土的形成和發(fā)育。相互影響凍土的凍融過程會(huì)影響冰川的運(yùn)動(dòng)和消融，進(jìn)而影響冰川的形態(tài)和規(guī)模。相互制約冰川與凍土相互依存，相互制約，共同構(gòu)成高寒地區(qū)的獨(dú)特景觀。冰川氣候變化對(duì)凍土的影響氣溫升高冰川融化速度加快，導(dǎo)致冰川面積縮小，冰川融水量增加，凍土層溫度升高，凍土層厚度減薄。降水量變化降水量增加會(huì)導(dǎo)致凍土層水分增加，凍土層穩(wěn)定性下降，易發(fā)生融化和滑坡。凍土退化凍土退化會(huì)影響植被生長(zhǎng)、土壤水分狀況和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。冰川消退對(duì)凍土的影響冰川消退導(dǎo)致地表溫度升高，陽(yáng)光直射地面，加速凍土層解凍。凍土層解凍導(dǎo)致土壤水分含量增加，地面沉降和塌陷現(xiàn)象加劇。冰川消退導(dǎo)致融水增加，水流侵蝕凍土層，加速凍土層融化。凍土層融化導(dǎo)致地表結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，增加了滑坡、泥石流等自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。全球變暖對(duì)冰川與凍土的影響冰川消融加速全球變暖導(dǎo)致氣溫升高，冰川融化速度加快，冰川面積縮小。凍土融化加劇凍土層溫度升高，導(dǎo)致凍土融化，引起地表下沉，凍土退化。海平面上升冰川融化會(huì)導(dǎo)致海平面上升，威脅沿海地區(qū)安全。生態(tài)系統(tǒng)變化冰川與凍土融化導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變化，威脅生物多樣性。主要冰川分布區(qū)冰川是地球上重要的水資源儲(chǔ)存庫(kù)，對(duì)氣候變化有著重要的影響。世界主要冰川分布區(qū)主要集中在高緯度地區(qū)和高山地區(qū)，包括：1南極洲南極洲是世界上最大的冰川分布區(qū)，覆蓋面積約為1400萬(wàn)平方公里，占全球冰川總面積的90%以上。2格陵蘭格陵蘭島是世界上第二大冰川分布區(qū)，冰川覆蓋面積約為180萬(wàn)平方公里。3北極北極地區(qū)包括北極圈以北的陸地和海洋，冰川覆蓋面積約為100萬(wàn)平方公里。4高山地區(qū)世界上的高山地區(qū)，例如喜馬拉雅山脈、阿爾卑斯山脈、安第斯山脈等，都有冰川分布。中國(guó)的冰川與凍土中國(guó)冰川中國(guó)冰川主要分布在青藏高原、天山、昆侖山、祁連山等地。中國(guó)凍土中國(guó)凍土主要分布在青藏高原、東北地區(qū)以及新疆北部地區(qū)。青藏高原冰川與凍土青藏高原擁有世界上最大的高原冰川群，是亞洲眾多大河的發(fā)源地，是重要的水源涵養(yǎng)區(qū)，也是氣候變化的敏感區(qū)。青藏高原凍土面積廣闊，約占高原面積的45%，凍土層厚度可達(dá)幾百米，是高寒生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。青藏高原冰川與凍土相互影響，共同構(gòu)成了獨(dú)特的高寒生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)全球氣候變化和生態(tài)環(huán)境具有重要影響。祁連山冰川與凍土祁連山是中國(guó)重要的冰川和凍土分布區(qū)之一。這里擁有豐富的冰川資源，是黃河、長(zhǎng)江等河流的重要水源地。祁連山凍土主要分布在海拔3500米以上的高山區(qū)，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和氣候變化具有重要影響?？λ固乇ㄅc凍土喀斯特地貌喀斯特地貌是碳酸鹽巖地區(qū)經(jīng)過長(zhǎng)期溶蝕作用形成的各種地貌的總稱。冰川可以形成于喀斯特地貌的地區(qū)，例如在阿爾卑斯山脈的喀斯特地區(qū)。凍土喀斯特地貌的凍土是指存在于喀斯特地貌地區(qū)的凍土。凍土的存在會(huì)影響喀斯特地貌的演化，例如凍融作用可以加速喀斯特地貌的溶蝕?？λ固乇ㄅc凍土的交互作用冰川的活動(dòng)會(huì)影響喀斯特地貌的形態(tài)，例如冰川的侵蝕作用可以形成冰川谷和冰川湖。凍土的存在會(huì)影響冰川的活動(dòng)，例如凍土的凍融作用可以導(dǎo)致冰川的退縮。北極及南極冰川與凍土北極和南極是地球上冰川覆蓋最廣泛的地區(qū)。北極地區(qū)冰川主要分布在格陵蘭島、加拿大、俄羅斯和阿拉斯加等地。南極地區(qū)冰川主要分布在南極大陸，覆蓋面積超過1400萬(wàn)平方公里。北極和南極的冰川與凍土對(duì)全球氣候變化非常敏感。氣候變暖會(huì)導(dǎo)致冰川融化和凍土解凍，從而導(dǎo)致海平面上升、生態(tài)環(huán)境變化等一系列問題。冰川與凍土的保護(hù)措施11.加強(qiáng)監(jiān)測(cè)定期監(jiān)測(cè)冰川面積、厚度、融化速度等指標(biāo)，以便及時(shí)掌握冰川動(dòng)態(tài)，為保護(hù)工作提供依據(jù)。22.科學(xué)管理建立健全保護(hù)機(jī)制，加強(qiáng)冰川與凍土地貌的科學(xué)研究和管理，制定相應(yīng)的保護(hù)措施。33.控制污染減少人類活動(dòng)對(duì)冰川與凍土的污染，例如減少工業(yè)廢氣排放，控制旅游開發(fā)的規(guī)模和強(qiáng)度。44.倡導(dǎo)節(jié)約