珠穆朗玛峰地区近34年来气候变化

利用珠穆朗玛峰地区中国境内5个气象站1971～2004年月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水资料,采用气候线性趋势分析、滑动平均、低通滤波、累积距平等方法对珠峰地区近34年气候变化的时空分布特征进行了分析。结果表明:(1)1971～2004年珠峰地区气温呈现出明显的上升趋势,其中海拔最高的定日站增幅最高,且以冬半年非生长季气温增长更为显著;(2)近34年珠峰地区的变暖要明显早于中国及全球,且升温幅度更大;(3)珠峰南、北翼降水变化趋势明显不同,北翼4站降水以增加趋势为主,但是总体显著性水平不高,而珠峰南翼的聂拉木降水以减少趋势为主,从90年代初开始降水以较大幅度减少;(4)与已有研究结果比较发现:珠峰高海拔地区是中国同期升温最显著的区域。设立在海拔5032m珠峰大本营的世界上海拔最高的无人值守实时自动气象站将会在全球变化监测中发挥重要的作用。

近30年珠穆朗玛峰国家自然保护区冰川变化的遥感监测

利用1976、1988和2006年的3期陆地卫星遥感数据,采用面向对象的解译方法并结合专家知识分类规则自动提取珠穆朗玛峰国家自然保护区(以下简称珠峰保护区)3个时期的冰川信息,并利用遥感、地理信息系统和图谱的方法对冰川时空分布特征和变化及其原因与不确定性进行了分析。结果如下:(1)2006年珠峰保护区内冰川面积为2710.17±0.011km2,为研究区总面积的7.41%,主要分布在研究区南部海拔4700～6800m的高山区;(2)1976-2006年,珠峰保护区冰川持续退缩明显,总面积减少501.91±0.035km2,冰湖扩张迅速(净增加36.88±0.035km2);研究区南坡子流域冰川退缩率(16.79%)高于北坡子流域(14.40%);珠峰保护区冰川以退缩为主,退缩冰川主要分布于海拔4700～6400m,退缩区上限海拔为6600～6700m;(3)1976年以来,气温显著上升和降水减少是冰川退缩的关键因素。

珠穆朗玛峰地区大气气溶胶元素成分的监测及分析

对珠穆朗玛峰地区大气气溶胶化学元素成分进行了观测和分析。初步分析结果表明 ,珠峰地区大气气溶胶以Al、Ca、Si、K、Fe等地壳元素为主 ,地壳元素占总元素浓度的 82 %以上。S、Pb等与人类活动影响有关的污染元素含量很低。元素S浓度为 91.64ng·m-3,元素Pb浓度仅为 2 .93ng·m-3,接近于格陵兰地区的浓度。从气溶胶富集因子来看 ,来自地壳成分元素的富集因子要小于北京地区。而As、Pb等与人类活动有关的气溶胶元素的富集因子也比北京地区低得多。研究表明 ,人类活动对珠峰地区的影响很小。

西藏珠穆朗玛峰国家级自然保护区鸟类群落结构与多样性

通过样线法调查并综合有关文献,录得珠峰保护区鸟类342种,并对其鸟类群落结构与多样性进行了分析。其中留鸟218种,夏候鸟67种,冬候鸟43种,旅鸟及迷鸟14种;国家一级保护鸟类8种,二级保护鸟类31种;东洋界132种,古北界156种,广布种54种,特有种19种。多样性指数2.4340,均匀性指数0.4371。研究表明,喜马拉雅山脉将保护区明显阻隔为南坡和北坡两种不同的生态景观。南坡鸟类群落以森林鸟类为主,东洋界成分占67%,垂直分带明显,多样性系数3.3983,均匀度指数0.6396;北坡鸟类群落以湿地和荒漠鸟类为主,古北界成分占77%。呈斑块状分布,多样性指数1.8751,均匀度指数0.4199,南、北坡鸟类群落的相似百分率为15.70,差异显著。

基于SAR影像的喜马拉雅山珠穆朗玛峰地区冰川运动速度特征及其影响因素分析

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)具有其全天候、全天时、穿云透雾的工作能力,广泛应用于山地冰川动态监测中.利用2006年6-9月三期ALOS/PALSAR雷达影像,采用偏移量跟踪技术,提取了喜马拉雅山珠穆朗玛峰(珠峰)区域的冰川运动速度,分析了区域内冰川运动速度空间差异及其影响因素.结果表明:研究区31条山谷冰川平均运动速度为9.3 cm·d-1,总体上以珠峰-洛子峰南北向山脊线为界限,东侧和东南侧冰川日均运动速度(11.1 cm·d-1)普遍高于北部和西北部冰川日均运动速度(5.4 cm·d-1).冰川消融区非表碛区冰川平均运动速度为表碛覆盖区平均运动速度的2.2倍,冰面湖的发育在一定程度上加剧冰川运动速度波动.在气候与非气候因子共同作用和相互间的此消彼长中,研究区65%的冰川的运动速度自中值高度往下显著减小,16%的冰川自中值高度往下呈显著增大趋势,19%冰川消融区运动速度无显著变化趋势.

珠穆朗玛峰地区新降雪的化学特征

根据 1 998年 8、9月份在珠穆朗玛峰东侧东绒布冰川源头所采集的新降雪样的化学成分资料并与不同时期前人在该地区采集的降水样进行对比 ,初步探讨了该地区降水的化学特征及其气候环境意义 .结果表明 ,珠峰地区夏末降水非常纯净 ,主要离子浓度可与南极和格陵兰地区相当 ,代表了全球偏远地区的大气环境本底值 ;珠峰地区不同季节降水的化学成分有明显的差异 ,反映了不同的水汽来源和气候状况 .8～ 9月的水汽主要来源于南亚季风 ;4～ 5月的降水深受中亚干旱、半干旱区粉尘的影响 ,说明其降水的化学特征具有气候敏感性 .

珠穆朗玛峰东绒布冰川厚度测量与地形特征分析

冰川地形特征的研究是构建冰川流动模型的基础.根据探地雷达获取的冰川厚度数据(2009年)和1∶5万地形图(1974年),得到沿珠穆朗玛峰东绒布冰川主流线的冰厚度分布以及5条冰川槽谷的形态特征.结果表明:沿东绒布冰川主流线的平均表面坡度约为0.08,平均厚度约为190m,最大厚度约为320m(海拔6 300m);在1974—2009年间沿冰川主流线冰厚度平均减薄约30m;东绒布冰川表碛覆盖区与白冰区尚未分离,目前很可能是一条停滞冰川,冰川末端位于海拔5 540m附近(下游方向);东绒布冰川槽谷形态接近于V型,而不是U型(b指数变化范围约为0.7～1.3).

珠穆朗玛峰自然保护区植被变化分析

利用1981～2001年美国NASA Pathfinder NOAA/NDVI数据,以11∶00万植被图为基础,结合气温降水资料、DEM数据和2000年人口空间化数据,研究了珠穆朗玛峰自然保护区植被变化空间格局和海拔梯度特征及其影响因素。结果表明:①1981～2001年珠峰自然保护区植被变化以稳定为主,有5.09%的区域发生严重退化,13.34%的区域发生退化,54.31%的区域保持稳定,26.31%的区域变好以及0.95%的区域植被显著变好。退化和严重退化区域主要分布在保护区南部,国境沿线;植被变好地区集中分布在保护区北部,雅鲁藏布江南岸。稳定区域位于退化区域和变好区域之间。植被退化区域主要分布在海拔2400m￣4000m带上。②针叶林、针阔混交林和灌丛构成了区域植被退化的主体。③从空间上看,主要是气温变化对植被变化有影响。在海拔梯度上,气温变化和坡度共同影响植被变化。④在珠峰自然保护区内,人类不合理的资源利用方式造成了部分地区的植被退化。

珠穆朗玛峰北坡山谷太阳辐射和大气的特征与分析

2006年5月27日～6月30日HEST2006大气科学实验对珠峰北坡山谷的辐射（总辐射、净辐射）和温、湿度、风等进行了综合观测。沿珠峰北坡山谷布设了3个观测站，3个测站的辐射、温度、风都表现出明显的日变化规律，它们在08：00或09：00（地方时，下同）达到极大值。3个测站总辐射和净辐射的日变化都比较一致。从日变化最大值出现的时间来看，各站的辐射通量早于气温，气温早于风速。3个测站中任意2站之间辐射（总辐射、净辐射）最大值之比与温度和风速最大值之比均比较接近。因辐射状况、地形结构、大气温度等不同，远离珠峰区域的风一天之内多次改变风向，靠近珠峰区域则24h都为南风。珠峰北坡山谷不同区域风向风速变化存在明显时差，南风强于北风，且持续时间长。研究表明，辐射能量对于珠峰北坡大气运动具有重要的驱动作用，是控制和改变其大气运动方式最基本、最重要的因子。净辐射在不同区域风向转变或风速变化过程中起着决定性的作用。

珠穆朗玛峰北坡地区气温和湿度变化特征

珠穆朗玛峰地区由于其独特的自然地理条件、举世无双的高度、脆弱而敏感的环境使其成为气候变化和环境变迁的敏感区。根据2007年5月至2008年8月在珠穆朗玛峰北坡地区7个不同海拔高度观测的逐时气温和空气湿度资料分析了该地区气温和湿度的时空变化特征。结果表明,在海拔5207、5792和5955m高度处的年平均气温分别为0.2、-4.4和-5.4℃,最高气温分别为14.6、9.1和18.6℃,最低气温分别为-24.2、-28.8和-29.3℃;除在冰川表面以外,空气相对湿度随海拔高度的升高没有明显变化。气温和相对湿度的年变化幅度随海拔高度的升高而减小。由于冰面近地层逆温层顶部暖空气与冷空气的混合作用造成其最高气温出现时间晚于其他下垫面。年平均温度递减率为(0.72±0.01)℃/100m,并且呈现出明显的季节变化特征。同时结合定日气象站1959—2007年的气温和降水资料,探讨了对珠穆朗玛峰北坡绒布冰川变化的影响。

珠穆朗玛峰国家级自然保护区鸟类区系及其垂直分布特征

珠穆朗玛峰国家级自然保护区拥有世界第一峰珠穆朗玛峰，地跨古北界和东洋界。但一直以来由于缺乏详细调查而未能掌握其区系特点，影响了对珠峰生物资源的深入认识。2010年10月―2012年10月（126 d），采用样线法在保护区全境范围内对鸟类进行了7次系统实地调查，将原有记录从227种增加至390种。区系组成中，东洋界物种数多于古北界，分别为172和113种。南北坡区系差异明显，北坡以古北种为多，共55种，占北坡物种数的71.4%；南坡以东洋种为多，共168种，占南坡物种数的56.8%。在南坡，随海拔的升高，东洋种不断减少，而古北种先增加，在4 000 m后开始减少；两者在海拔3 100~4 000 m时数量相当。据此认为珠峰地区东洋界和古北界的分界线在南坡，且位于海拔3 100~4 000 m，而不同区系物种在垂直方向上的适应是有差异的。

珠穆朗玛峰地区的新降雪和雪坑样品的化学特征研究

1998年 8 ,9月份和 1999年 6月份 ,在珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川积累区采集了一批新降雪和雪坑样品 ,稳定氧同位素比率 (δ1 8O)以及化学成分的分析结果表明 ,珠峰地区大气降水具有明显的季节变化特征 ,表现为夏季风降水中 δ1 8O值和主要离子浓度都很低 ,而非夏季风降水中δ1 8O值和主要离子浓度显著升高 。

NCEP/NCAR再分析资料在珠穆朗玛峰—念青唐古拉山脉气象研究中的可信性

由于珠穆朗玛峰-念青唐古拉山脉极高山区特殊的自然环境,这一带的气象观测资料极其匮乏。2003年在青藏高原南部念青唐古拉山脉(30o24'44.3"N,90o34'13.1"E,5850ma.s.l.)建立了自动气象站;2005年在珠穆朗玛峰北坡垭口(28o01'0.95"N,86o57'48.4"E,6523ma.s.l.)建立了自动气象站。利用这两自动气象站的观测资料与NCEP/NCAR再分析资料进行对比,检验NCEP/NCAR再分析数据在喜马拉雅山脉—青藏高原南部一带的可行性。研究结果表明,NCEP/NCAR再分析资料能够较好地反映气压和气温的天气尺度的变化。但是,再分析的气压和气温值系统性低于相应观测值,而且,某种程度上,低估了实际的变化幅度;再分析天气事件,在珠穆朗玛峰地区,超前于实际观测一日发生,而在念青唐古拉地区,基本上是与观测事件同一日发生。由于受相似大气环流的影响,珠峰和念青两者之间的观测资料、再分析资料都高度相关。

珠穆朗玛峰北坡海拔6523m辐射平衡观测结果分析

利用2005年5月1日至7月22日在东绒布冰川海拔6 523 m的若普拉垭口架设的自动气象站获得的各辐射参数资料,分析了该地区总辐射、地面反射辐射、地面长波辐射、天空长波辐射的日平均变化和平均日变化,并计算了反射率和辐射平衡.结果表明:1)短波辐射的平均日变化都随着太阳高度角的增大而加强,并且总辐射和地面反射辐射的日平均变化有很好的相关性,观测期间二者的月平均值都在5月份最大.由于垭口新降雪较多,雪面的反射率也很高;2)天空长波辐射的平均日变化比地面长波辐射变化滞后2 h,且其日平均变化幅度比地面长波辐射的变化幅度大;3)净辐射的平均日变化随着太阳高度角的变化而变化,下午14:00时净辐射最大,其日平均变化在观测期间整体上有增大趋势.

珠穆朗玛峰绒布冰川水文过程初步研究

2005年4月8日至10月11日对珠峰地区绒布河水文过程进行了连续6个多月的观测. 结果表明： 该地区的水文过程与温度有较好的相关性, 6～8月3个月流量约占观测期内总流量的80%. 对比该地区1959年和2005年的水文观测数据, 发现2005年同期总径流量比1959年有较大幅度增加, 6～8月3个月月均流量2005年较1959年分别增加69%、 35%、 14%. 分析冰芯恢复的降水量资料和珠峰附近长时间序列气象数据, 降水自1950年以来保持下降趋势, 而气温却呈缓慢升高. 气温升高是径流量增大的关键因素. 2005年观测期内控制流域径流深为622 mm, 径流模数为38.52 L·s^-1·km^-2.

2005年5～7月珠穆朗玛峰北坡海拔6523m气象要素特征

依据2005年第4次珠穆朗玛峰地区综合科学考察队在北坡海拔6523m处设立的自动气象站资料，分析了5月1日～7月22日的气温、相对湿度、饱和水汽压、气压和风等气象要素每10min和日记录的观测资料．结果表明，温度和饱和水汽压的平均日变化均为单峰单谷型，相对湿度平均日变化为单谷型，气压平均日变化为双峰双谷型，风速平均日变化呈现不对称的单峰型．在观测的83d中，温度、相对湿度、饱和水汽压和气压在波动中逐渐增大，而风速不断减小，风向由南风逐渐向北风转变；相对湿度和饱和水汽压的变化幅度大，并有明显的局部差异性．与1960年5月份相比，2005年5月份的候平均温度、候最高温度和候最低温度都明显下降．

珠穆朗玛峰绒布冰川消融与产汇流水文特征分析

分析珠穆朗玛峰峰绒布冰川强消融期6月的日径流资料可知,由于绒布冰川末端冰湖较为发育、冰川面积较大,冰川末端水文站显示白天流量小于晚上流量,冰川储水性较强.最大流量出现时间滞后於最高气温(消融最强)时间9～14h.随着消融强度增大,冰川排水系统发育越来越完善,滞后时间缩短.据2005年定日县气象站无降水日日平均气温资料和同期珠穆朗玛峰绒布河日均径流量,获得气温驱动下绒布河日均径流量表达式;利用1959年珠峰科考时一个水文年中无降水日绒布河日均流量资料和同期定日县气象站日均气温检验该表达式表明,该表达式在利用定日县气象站无降水日日均气温模拟绒布河径流量时表现较好.绒布河的径流可分割成两部分:冰川融水补给和降水补给.根据1959年降水驱动产生的流量,得出降水对河流补给贡献率为19.2%,冰川融水补给率为80.8%.

1971—2006年珠穆朗玛峰地区蒸发皿蒸发量的变化及其影响因素

采用气候倾向率方法,分析了珠穆朗玛峰地区1971-2006年小型蒸发皿蒸发量年、季的变化趋势,并讨论了影响蒸发皿蒸发量变化的气候因子.结果表明:近36 a来珠穆朗玛峰地区年蒸发皿蒸发量大部分站点均呈现不显著的减少趋势,平均以-15.6 mm.(10a)-1的速度减少,明显低于中国东部平原、西北北部和南部地区;减幅春季最大、夏季最小.年蒸发皿蒸发量20世纪90年代最大,80年代最小.影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均风速呈现显著下降趋势,平均相对湿度表现为显著增加,平均气温显著升高,平均最低气温的升温率略高于平均最高气温的升温率.珠峰地区日照时数和平均风速的显著下降,以及相对湿度的明显增加可能是蒸发皿蒸发量下降的主要原因.

喜马拉雅山珠穆朗玛峰北坡绒布冰川消融速率特征分析

根据1959年和2009年在喜马拉雅山珠穆朗玛峰北坡绒布冰川获得的冰川消融数据,分析了该冰川消融速率变化特征.结果表明:1)在珠峰绒布冰川表碛覆盖区,表碛厚度随海拔升高而降低.2)不同厚度表碛下的冰川消融速率差别较大;当表碛厚度>8.5cm时,消融速率随表碛厚度的增加而减小;促进冰川消融的表碛厚度阈值大于5cm.3)从冰川消融速率的空间分布看,绒布冰川大部分区域的消融速率<20mm·d-1,最大消融速率出现在海拔5 400～5 450m处.4)绒布冰川消融速率受表碛厚度和气温综合影响,低海拔处表碛太厚,高海拔处气温较低,冰川消融在上述两海拔处均受抑制,冰川消融速率较小;在中海拔处,表碛相对较薄,气温相对较高,冰川消融速率最大;冰川日均消融速率与日均正积温正相关.5)喜马拉雅山南坡冰川消融速率大于北坡冰川消融速率.

南亚夏季风对珠穆朗玛峰北坡地面风场的影响

喜马拉雅山区毗邻南亚季风区，其陡峭的地形和复杂的地表状态在强烈太阳辐射条件下形成了特殊的局地环流系统。为了正确理解该环流系统与南亚天气气候过程的可能关联，本文利用HEST2006珠穆朗玛峰绒布河谷强化实验期间获得的2006年5～6月的地面观测资料和实时的大气环流资料，对该地区地面风场与南亚夏季风的关系进行了研究。研究表明，南亚夏季风间歇期，喜马拉雅山区以晴空天气为主，太阳辐射强烈，绒布河谷地区地面盛行沿河谷方向的偏南下行气流；南亚夏季风强盛期，喜马拉雅山区多为云雨天气，太阳辐射减弱，地面风场强度明显减弱。结果表明，喜马拉雅山地区山谷内部的地面环流系统几乎不受其高层大气环流的影响，而与太阳辐射通量及南亚夏季风指数关系密切。因此，我们认为南亚夏季风对喜马拉雅山区地面环流的影响，主要是通过改变该地区的大气热力和辐射状况完成的。