冰川學

冰川學（glaciology）是研究地球表面各種自然冰體的學科。自然冰體包括山嶽冰川、大陸冰蓋、海冰。河冰、湖冰、地下水、季節性結冰以及積雪和運動中的雪等。早期只研究冰川，現已擴展到研究地表一切形態的自然冰體。冰川學按其研究內容，分為物理冰川學、水文氣候冰川學和地質地貌冰川學3個分支學科。

作為天然冰體的冰川，是由多年降雪不斷積累變質而成，它具有一定形狀並一直在運動著，以較長時期存在於地球寒冷地區。冰川是自然界中具有強生命力的物體，它至少有四個特點：發育與存在的長期性；運動性；是一種特殊的變質冰；在大陸上形成的、具有一定形態和規模的冰體。冰川是地球上重要的淡水資源庫，世界上陸地面積的十分之一強，亦即大約1470萬平方公裡面積為冰川所覆蓋；所庫存的淡水資源達2800萬立方公里，佔全球淡水資源總量的五分之四－可見它的存在對於人類生活的影響之巨大。源自青藏高原的中國和南亞的大江大河，差不多都由冰川孕育；黃河之水最初來自地下，但沿途也由冰川不斷補給。可否說，冰川是我們母親河流之母。

冰川學的外文原意為冰學。冰川學有狹義和廣義之分。19世紀中葉，當瑞士科學家阿伽西，在阿爾卑斯山麓的下鷹冰川著手測量冰川運動那一刻起，一門嶄新的學科就此開闢，雖然其時它的研究對象還僅限於高山冰川和島嶼冰川及地球發展史的冰期問題。一個半世紀以來，國際冰川學歷經發展成長的若干階段，日趨綜合完善。

把冰川作為一門科學來研究是由山嶽冰川開始的，經過一段時期后逐漸開展對大陸冰蓋的研究。第二次世界大戰后，由於新技術的應用，冰川學發展迅速。其研究發展大體分成3個階段。

冰川學起於對歐洲阿爾卑斯山冰川的研究。1772年，A.C.博爾迪埃首次描述了冰川冰的塑性。19世紀30年代及其以後，J.L.R.阿加西測量了冰川運動，最早指出山谷冰川最大流速出現在冰川中部，並向源頭和末端遞減；提出大冰期學說；闡述冰川搬運作用，首先提出終磧、側磧、中磧等術語，為冰川學奠定了基礎。19世紀末、20世紀初，一些學者發現冰川上存在著運動波的傳遞現象；利用熱鑽鑽深200米，穿透整個冰川，確定冰川表面運動速度遠大於底部；開始應用攝影測量方法繪製冰川地圖和觀測冰川變化。研究範圍由歐洲擴展到亞洲和美洲等。

1911年，J.P.科赫和A.L.韋格納橫貫格陵蘭大冰蓋，研究雪層，測量冰層溫度；以後又首次應用地震法測量冰蓋厚度，開創了大陸冰蓋冰川學的研究。該階段大陸冰蓋和山嶽冰川研究側重冰川水文等方向，較重要的有H.U.斯韋爾德魯普的冰川熱量平衡的觀測研究，R.芬斯特瓦爾德對冰層塊體運動的論述和H.J.K.W.阿爾曼對冰川的地球物理分類等。

第二次世界大戰後，特別是50年代以來，國際範圍或多國合作研究大大促進了冰川學的發展。如1957～1958年的國際地球物理年(IGY)有103個站同時進行冰川觀測，為全球冰川進退變化、冰川物質平衡等提供了大量可對比的資料。1965～1974年的國際水文十年(IHD)，1975年開始的國際水文計劃(IHP)，以及國際南極冰川計劃等，對冰川水文學、冰川氣候研究的發展起了重要作用。在研究中還不斷應用新技術，促進物理冰川學的發展。如研究冰蓋深鑽孔中的冰岩芯，為恢復古氣候提供了可靠的依據，並發展了同位素冰川學；應用雷達技術測量冰蓋厚度；衛星影像對冰雪的監測；遙測技術紀錄冰川範圍和時間等。物理冰川學的發展以J.W.格倫的冰流律和П.А.舒姆斯基的成冰作用理論為代表。同時，成立了國際冰雪委員會(ICSI)、國際冰川學會(IGS)，出版了國際《冰川學雜誌》、《冰川學和冰川地質學雜誌》。

中國冰川的研究起步較晚，始於1958年。30年來，中國科學院高山冰雪利用研究隊及其以後組建的蘭州冰川凍土研究所聯合各有關單位，對西部高山區的現代冰川和某些第四紀冰川進行了廣泛的考察，初步查明了中國冰川的分佈及其規律和對河流的作用；提出了中國山嶽冰川的分類；進行了冰川變化、雪崩、風吹雪、冰川泥石流等研究；解決了高山區公路建設中若干困難問題。有些成果，如珠穆朗瑪峰冰川地圖、喀喇昆崙山巴托拉冰川進退預報等達到世界先進水平。

冰川學按其研究內容，分為物理冰川學、水文氣候冰川學和地質地貌冰川學三個分支。

物理冰川學主要研究冰的內部結構，力學、熱學、電學性質和化學成分，又稱冰川物理學。其中，發展較快的是結構冰學，它研究雪、冰晶體的成長、結構和變化各種積雪變質和水凍成冰過程，冰的動力變質和熱力變質，世界成冰帶的劃分等。另外，冰力學研究冰的彈性、塑性及其強度，各種天然冰體內的應力分佈和運動狀態，冰川、雪崩、風吹雪中的動力學問題，冰川的躍動前進與預報；冰熱物理學研究天然冰體內的溫度變化，冰的熱學和輻射性質，相的組成及相態轉換等；冰地球化學研究分析冰內雜質和痕量元素，氫氧同位素和某些組成變化，尤其是深鑽孔中冰岩芯分析技術的發展，有利於重建古氣候與環境變化。

水文氣候冰川學包括冰川水文學和冰川氣候學。主要研究冰雪與大氣圈、水圈的相互作用。包括冰形成、存在和消融的氣候條件，冰與大氣間的熱量和輻射交換，冰川進退與氣候變化和海面變化的關係，冰雪的氣候作用與消融過程，冰川融水對河流的補給作用，冰川洪水、冰湖潰決、冰川泥石流等災害及其預報。

地質地貌冰川學包括冰川地質學和冰川地貌學。研究冰川與地表的相互作用及其地貌過程、冰緣現象、冰川沉積、第四紀及其他地質時代的冰川問題。

全球冰川面積1600萬千方公里以上，約佔地球陸地面積的11%、全球淡水資源的69%左右。

在乾旱區和半乾旱區冰雪融水是重要水源。據統計，中國新疆、青海和甘肅每年約有300億立方米的冰川融水徑流和融雪徑流補給河流，占某些河流補給量的40～50%，以至更多。冰川變化影響著全球的大氣環流、水循環和氣候給工農業生產和人類活動帶來重要影響。如果全球的冰川全部融化，海平面的上升，將使世界許多大城市和海濱低地淹沒于海洋之中。海冰、浮冰和冰山的分佈影響著海上交通和海上生產。在高寒山區，雪崩、風吹雪，冰湖潰決和冰川泥石流等常常造成災害，需要運用冰川學的理論與方法進行預測和防治。20世紀中期以來，世界許多國家的冰川研究重點：已從山嶽冰川轉向對極地冰蓋的考察和研究，尤其對南極大陸冰蓋(地球上最大的冷源)的研究。以後需要進一步用新技術、新方法，進行常年觀測。

冰川學是地理學、地質學和地球物理學之間的跨界學科，在中國一般將其列入自然地理學中。現代冰川學是以地球物理學為基礎，與物理學、數學、結晶學、地質學、地貌學、水文學、氣候學、氣象學、自然地理學、沉積學等密切相關的綜合性學科。

冰雪是地球表面上的寶貴淡水資源，也是寒區自然地理環境的重要組成部分。研究冰雪的開發利用和預測、防治冰雪災害，對人類有十分重要的意義。①全球冰川面積1600萬平方公里以上，約佔地球陸地面積的11％、全球淡水資源的69％左右。它們大部分集中在南極大陸和格陵蘭。隨著各國工業迅速發展，對淡水的需求十分迫切，有些國家在研究如何利用南極冰山和開發南極大陸冰蓋與冰架下的礦藏等。②冰川變化影響著全球的大氣環流、水循環和氣候，給工農業生產和人類活動帶來重要影響。如果全球的冰川全部融化，海平面的上升，將使世界許多大城市和海濱低地淹沒于海洋之中。③海冰、浮冰和冰山的分佈影響著海上交通和海上生產。在高寒山區，雪崩、風吹雪、冰湖潰決和冰川泥石流等常常造成災害，需要運用冰川學的理論與方法進行預測和防治。

20世紀中期以來，世界許多國家的冰川研究重點，已從山嶽冰川轉向對極地冰蓋的考察和研究，尤其對南極大陸冰蓋（地球上最大的冷源）的研究。以後需要進一步用新技術、新方法，進行常年觀測，用較長系列資料建立各種模型，旨在揭示大陸冰蓋、山嶽冰川所儲存的氣候和環境信息，冰川變化與全球氣候變化的關係，以及冰蓋對氣候的反饋作用等，以探討和估計今後全球氣候與環境變化趨勢。

地理學、自然地理學、地貌學、動力地貌學、構造地貌學、氣候地貌學、應用地貌學、植物地理學、凍土學、古地理學、水文地理學、土壤地理學、化學地理學、綜合自然地理學、人文地理學、經濟地理學、農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通運輸地理學、旅遊地理學、人口地理學、人種地理學、聚落地理學、鄉村地理學、城市地理學、社會地理學、文化地理學、醫學地理學、政治地理學、軍事地理學、地圖學、地名學、理論地理學、歷史地理學、區域地理學、應用地理學。