【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冰川消融实验，尤其是涉及一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置及方法。
技术介绍
1、冰川不仅是极其重要的淡水资源也是地区生态环境的控制器。从世界范围上来看，冰川占据了11%的陆地面积和70%以上的淡水资源，是地球自然地理环境的重要组成部分；从局部范围来看，在所有处于中、低纬度带的冰川中，我国占据了30%的冰川面积，冰川在我国的自然地理环境中占有举足轻重的地位，对环境的影响十分巨大。根据世界冰川监测处（world glacier monitoring service, wgms）数据显示，世界范围内绝大多数的冰川都在逐步退缩，而中、低纬度带的冰川所受影响最为严重，目前国内、外的研究均表明，除受全球变暖的影响外，冰川的消融速度还受太阳辐射强度和角度、冰川地形和地貌以及外来介入物（粉尘、黑炭等吸光性颗粒物）等的影响，若冰川处于在各项因素都十分利于消融的条件下，则会进入急速消融状态。
2、冰川在短时间内的急剧消融，不仅会给生态环境带来灾难性后果，而且会严重威胁人类的生存和生活。在全球尺度上来看，冰川的快速消融可能会导致海平面上升，减小人类生存空间；冰川消融后裸露出的地表进一步增加接收的太阳辐射能量，会更加恶化全球气温，导致极端天气频出，威胁人类安全稳定的生存环境。从地区局部尺度上来看，冰川的快速消融，不仅将给下游地区带来洪涝灾害，严重影响人民群众的生存环境，而且会破坏以冰川融水作为生产、生活条件地区的长期稳定发展。
3、现有研究冰川消融的手段多是借助遥感数据和冰川消融能量模型，采用数值模拟的方
4、现有测试冰川消融速度的方法只能在单一辐射角度和固定辐射强度下对冰川融水速度进行测量（如专利cn110412068b），无法构建出现场冰川实际处于辐射强度与辐射角度连续变化的状况，很容易出现较大误差，且不能反应冰川消融的真实速度；或者构建云室，并在模拟冰川表面的冰块上辅以人工降雪的方式，结合发热单元与支撑单元，测量冰川消融速度（如专利cn112858373a），也无法定量地、连续地控制辐射相关参数，测量出冰川实际的消融速度，而决定冰川消融速度基本上是取决于辐射的相关参数，因此，开发出一种能在时空上跟随太阳辐射的变化的冰川消融实验装置将对冰川消融速度的规律探究具有极为重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置及方法，不仅可对不同规模大小的冰川消融进行实验，具有普遍的适用性，而且在操作上十分便利，在实验结果上还具有较高的准确性与可靠性。这种方法，一方面可为冰川的保护提供科学的依据，实现人与自然和谐共生；另一方面也可为冰川融水的增减状况做好准确的预测，保障受影响的下游地区人民的生命财产安全。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，包括两个基座和设置在所述基座上方的带槽钢轨，所述带槽钢轨呈抛物线型横跨在所述基座的上方，所述带槽钢轨设置有四根，互相靠近的两根所述带槽钢轨相对的表面上设置有锯齿，相对的所述带槽钢轨之间设置有钢轴，所述钢轴设置有两根，所述钢轴两端卡设于相互靠近的两根所述带槽钢轨之间，所述钢轴的上方设置有操作平台，所述操作平台中间部分开设有圆孔，所述圆孔的上方套设有防护罩，所述防护罩内安装有辐射光源；所述操作平台上方设置有变速电机，所述变速电机一端设置有转轴，所述转轴上连接有小齿轮，所述小齿轮上啮合有大齿轮，所述大齿轮设置在所述操作平台上开设的条形孔内。
3、优选的，所述钢轴上套设有滚动轴承，所述滚动轴承与所述锯齿接触。
4、优选的，所述操作平台的一端设置有爬行速度控制器，所述爬行速度控制器的一侧设置有辐射强度控制器，所述爬行速度控制器和所述辐射强度控制器与所述防护罩内的辐射光源连接。
5、优选的，所述带槽钢轨的下方放置有框架，所述框架包括五个格子，所述格子的底部放置有隔热泡沫。
6、优选的，所述框架通过钢筋焊接在两个所述基座之间。
7、优选的，所述框架的五个格子包括一个中间格子和四个四周格子，所述中间格子的中间部分开设有排水孔，且其下方放置有接水桶。
8、一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验方法，其步骤包括：
9、s1、3d打印制作目标冰川模具，同时制作四个尺寸与框架内部格子尺寸相同的模具，向这五个模具中注入蒸馏水，冷冻于冰柜之中，制得目标冰川与另外四个普通冰块；
10、s2、将制备好的四个普通冰块放置于框架的四周格子里，框架中间格子放置目标冰川；
11、s3、对外来介入物进行研磨，将其铺洒在目标冰川表面，模拟冰川表面实际存在的外来介入物；
12、s4、调节爬行速度控制器和辐射强度控制器来模拟太阳辐射，统计接水桶中冰块融水的变化情况；
13、s5、重复上述步骤s1、s2、s4，获得在无外来介入物参与时，不同规模大小的冰川在不同太阳辐射强度和角度作用下冰川消融速度的模拟数据，通过相似模拟系数换算得出冰川实际的消融速度；
14、s6、重复上述s1、s2、s3和s4，获得在有外来介入物参与时，不同规模大小的冰川在不同太阳辐射强度和角度作用下冰川消融速度的模拟数据，通过相似模拟系数换算得出冰川实际的消融速度。
15、优选的，所述的外来介入物按照相似的比例进行研磨，铺洒地位置及覆盖面积按照现场实测状况采用相似模拟的比例设定。
16、因此，本专利技术采用上述结构的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置及方法，不仅可对不同规模大小的冰川消融进行实验，具有普遍的适用性，而且在操作上十分便利，在实验结果上还具有较高的准确性与可靠性。这种方法，一方面可为冰川的保护提供科学的依据，实现人与自然和谐共生；另一方面也可为冰川融水的增减状况做好准确的预测，保障受影响的下游地区人民的生命财产安全。
17、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：包括两个基座和设置在所述基座上方的带槽钢轨，所述带槽钢轨呈抛物线型横跨在所述基座的上方，所述带槽钢轨设置有四根，互相靠近的两根所述带槽钢轨相对的表面上设置有锯齿，相对的所述带槽钢轨之间设置有钢轴，所述钢轴设置有两根，所述钢轴两端卡设于相互靠近的两根所述带槽钢轨之间，所述钢轴的上方设置有操作平台，所述操作平台中间部分开设有圆孔，所述圆孔的上方套设有防护罩，所述防护罩内安装有辐射光源；所述操作平台上方设置有变速电机，所述变速电机一端设置有转轴，所述转轴上连接有小齿轮，所述小齿轮上啮合有大齿轮，所述大齿轮设置在所述操作平台上开设的条形孔内。
2.根据权利要求1所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述钢轴上套设有滚动轴承，所述滚动轴承与所述锯齿接触。
3.根据权利要求2所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述操作平台的一端设置有爬行速度控制器，所述爬行速度控制器的一侧设置有辐射强度控制器，所述爬行速度控制器和所述辐射强度控制器与所述防护罩内的辐射光源连接
4.根据权利要求3所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述带槽钢轨的下方放置有框架，所述框架包括五个格子，所述格子的底部放置有隔热泡沫。
5.根据权利要求4所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述框架通过钢筋焊接在两个所述基座之间。
6.根据权利要求5所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述框架的五个格子包括一个中间格子和四个四周格子，所述中间格子的中间部分开设有排水孔，且其下方放置有接水桶。
7.一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验方法，其步骤包括：
8.根据权利要求7所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验方法，其特征在于：所述的外来介入物按照相似的比例进行研磨，铺洒地位置及覆盖面积按照现场实测状况采用相似模拟的比例设定。
...【技术特征摘要】
1.一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：包括两个基座和设置在所述基座上方的带槽钢轨，所述带槽钢轨呈抛物线型横跨在所述基座的上方，所述带槽钢轨设置有四根，互相靠近的两根所述带槽钢轨相对的表面上设置有锯齿，相对的所述带槽钢轨之间设置有钢轴，所述钢轴设置有两根，所述钢轴两端卡设于相互靠近的两根所述带槽钢轨之间，所述钢轴的上方设置有操作平台，所述操作平台中间部分开设有圆孔，所述圆孔的上方套设有防护罩，所述防护罩内安装有辐射光源；所述操作平台上方设置有变速电机，所述变速电机一端设置有转轴，所述转轴上连接有小齿轮，所述小齿轮上啮合有大齿轮，所述大齿轮设置在所述操作平台上开设的条形孔内。
2.根据权利要求1所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述钢轴上套设有滚动轴承，所述滚动轴承与所述锯齿接触。
3.根据权利要求2所述的一种测定冰川消融速度的物理相似模拟实验装置，其特征在于：所述操作平台的一端设置有爬行速度控制器，所述爬...
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