冰河 的 質量收支

摘自 從雪與冰的世界 作者:樋口敬二
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時間過得真快,思考關於冰河的構想,前後已經二十年了。

與國內一樣,在國際學會談過,外國研究者之間也都知道,1984年 9月在札幌召開的國際雪冰學會,外國友人問到:「你的 baby glacier 怎麼樣了?」

因為是要將如同冰河的嬰兒一般的雪溪,養育成為冰河的計畫,所以就被一般愛稱(baby glacier)。

在國際場合發表人工冰河的構想,是 1969年在英國劍橋大學召開的「冰河水文學論壇」。因為是冰河專家的集會,無須對冰河多做說明,而關於 雪溪,知道的人不多,所以先做了個解說。

為此,就在那個前年(1968)的 4月,帶了兩百份由 國土地理院 發行的 山岳集成圖「立山」分發給全體出席者。這是八色印刷的 1/50000 地圖,散佈在北阿爾卑斯山高山地帶的 雪溪,潔白呈現在黃土色的土地,真是很美麗。因此,一面說:「不懂漢字,實在可惜….,」外國研究者們都非常喜歡。

在大家瞭解了 雪溪 分佈的情形下,解說了 雪溪 與 冰河 的對比。冰河,恰如其名的 河 一般,從上游至下游,流著 冰體。在上游,有著 降雪、雪崩,或者 吹雪集成的的雪。所有這些,漸漸的壓縮,密度增加,就成了 冰。有些地方是表面的 雪 融化成了 水,滲透入內部結凍而成了 冰。如此積雪 而成了 冰 的部分,就稱作 冰河 的  “涵養域”。

在 涵養域 結成的 冰,以自身的重量,隨著斜面向下游流去。雖然說是 “流”,卻不是如同 川水 一般 液體的流動。構成 冰河 的 冰粒,就它的形狀,彼此一面成為結合狀態,一面互相改變。沿著斜面流動。例如,在山谷的上端,如同傾倒車一般,砂石 從後面不斷的不斷的傾瀉下去,積儲的砂石一點點一點點慢慢的崩落,而隨著斜面向下行去。冰河 的流動就是這樣的現象。就如砂石整層的滑落一般,在 冰河 底部 與 岩盤 接觸的部分也會滑動。

流動的速度隨著它的型態與規模而不同,阿爾卑斯或阿拉斯加的谷冰河,從每年數十公尺,到頂多 200公尺左右。

1975年,在法國 Grenoble 召開的國際測地學地球物理學聯合 的總會之後,考察旅行尋訪了 Chamonix 附近的 boson 冰河。那時聽聞在戰前,在這個冰河的末端出現了年輕的遺體。確認了身分,是在 19世紀末,掉落冰河與雪溪之間的深溝(英語:crevasse),而行方不明的響導。之間經過了 40年,繼承響導父業的兒子,相見了比自己年輕的父親。

這個冰河的長度大約 4公里,流動的平均速度為每年 100公尺計算,就是說上端的 冰 流到末端,需時 40年。

如此,緩慢的速度,從涵養域順流而下到 下流域的 冰,由於接觸到高氣溫的空氣,加上日照,冰河 表面的 冰 開始融化。融化後的冰水,流在 冰河 的表面,或者流入 冰河 的裂縫或孔洞,流動於 冰河 之間或底部,而終於離開了 冰河,成為河川。

流出的水,有在 冰河的下端成了湖泊,也有在末端奔流進海的 冰河 ,在末端分裂,崩落水面。如同巨大的大樓倒塌,水氣昇起,成了小小的 冰山。蔚為壯觀。

如此,冰融、分裂,冰河的冰減少,稱為消耗,發生的部分,就稱做 “消耗域”。

所以,所謂 冰河,就是 “涵養域” 儲積的雪成了冰,向下流去,而 消耗域 日漸減少的現象,和山上的降雨匯集,向下流注於海一樣。涵養域 儲積 冰 的質量(涵養量)減去減少 冰 的質量、就如經濟學一般,稱做 “冰河的質量收支”。

也就是說,“冰河的質量收支” 如果是正,就是 儲積量 多於 減少量,冰河 擴大,其末端的部分,向高的位置移動,稱做 冰河 的 “後退”。

進入本世紀以來(本書 1985年 初版),在世界各地的 冰河 的大勢,處於 “後退”,也都混雜著一些 “前進”,它的比例稍微多一些,「冰河來了!」等就成了話題。然而從進入本世紀開始,對應著氣候的溫暖化,冰河 在縮小,末端 “後退” 的大勢並沒有改變。
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節錄

(經過各方的協助)讓雪溪成長的方法,就是讓 質量的正收支 年年持續,而與我的構想基本不同的是,不去抑制 消耗量,只促進 涵養量,而取得 正收支 這一點。

理由是為了以 人工冰河 做為 觀光資源 為目的而建設。在這長達 20年的建設過程,也想讓觀光客看到 冰河 的成長。如此一來,要在 消耗域 的下游部覆蓋 斷熱材 與 土砂 並不值得。因此,消耗域 的 雪 與 冰 就順其自然。不過,讓融化的水流入河川,會導致 負收支,所以在 冰河 末端的稍為下游,做一個小水庫,儲存融化的水。

到了冬季,將水庫的水,經由地下涵管送上 冰河 的上游附近,以 灑水器 散佈於冰點的空氣中,凍結 之後,掉落在雪溪上面。就是最單純的 人工降雪,這也可以稱為 水的 相變化制御 的技術。

再加上 人工雪崩、以 防雪柵 造作 積雪 的促進,讓 涵養量 增加,到了夏季,即使下游的冰融解,年間的質量收支還是正數。而且隨著年數增加,冰層越積越厚,超過了流動值,冰體 從上游向下游流動,雪溪 就 移向了 冰河 狀態。

經過 20年持續的操作,就可以達到長 6公里,厚 150公尺的冰河。
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11:10 中央山脈大縱走 北一段-冰河古流路之源

 

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