基于MODIS数据中国天山积雪面积时空变化特征分析

基于2011—2015年MOD10A2积雪产品和气象数据,通过几何校正、去云预处理,应用归一化差分积雪指数算法等获取中国境内天山山区积雪覆盖面积数据,分析了积雪面积的时空变化特征及与气温降水的关系。结果表明:(1)年内积雪面积呈单峰变化,9月开始积累,次年1月达峰值,3月气温回暖消融加速,至7月最小。春秋季波动较大但没有明显的增减趋势,夏季积雪面积最小,冬季最大且呈减小趋势。(2)2001—2015年积雪覆盖面积整体上呈减少趋势,积雪覆盖率最大值的波动比最小值的波动更加剧烈。(3)积雪覆盖率随着海拔升高而增大,海拔<1 500 m区域积雪覆盖率低于10%,海拔>4 500 m以上区域平均可达70%,为常年稳定积雪区。积雪覆盖率在西北坡最高,南坡最低。(4)年均气温升高是积雪覆盖面积减小的主因,年积雪覆盖面积变化与年降水量变化保持一致的下降趋势。

近50年来北极斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化特征

利用长时间序列的冰川物质平衡资料,详细分析了北极斯瓦尔巴地区冰川的物质平衡变化特征以及气候因子对物质平衡的影响。结果表明:近50年来斯瓦尔巴地区冰川物质平衡变化主要呈负平衡、零平衡/略微增长两种状态。冰川净平衡一般为负值,年际变化波动幅度较大且呈负平衡趋势,累积物质平衡表现出长期稳定的负平衡增长态势。除Kongsvegen冰川外,其他冰川不存在短期内的平衡波动。季节变化表现为夏季消融、冬季积累,且夏季消融比冬季积累波动更大,冰川净平衡与夏季消融保持同步变化趋势。冰川净平衡与平衡线高度(ELA)呈负相关(平均相关系数为-0.89),与积累区面积比率(AAR)呈正相关(平均相关系数为0.84),该地区大多数冰川AAR减小,说明冰川物质补给处于劣势,冰川物质平衡向负平衡发展。夏季气温升高是斯瓦尔巴地区冰川表面物质加速亏损的直接原因。

北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究

基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论:(1)阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。(2)高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。(3)斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。

1984-2016年全球参照冰川物质平衡时空变化特征

基于世界冰川监测服务处(WGMS)发布的冰川物质平衡数据,对全球40条典型参照冰川物质平衡资料进行分析,结果表明:1984年以来,40条冰川中的36条在观测时段内处于物质平衡为负的状态,冰川普遍退缩,尤其在中纬度比较强烈;全球参照冰川物质平衡的多年平均值为-563 mm,累积物质平衡为-18 590 mm,且2000年之后出现了加速消融的变化趋势;全球参照冰川物质平衡的年代际平均值呈阶梯下降,每10年,物质平衡值下降200 mm左右;由于区域气候变化的差异性以及冰川对气候变化的响应程度不同,冰川物质平衡变化表现出显著的区域特征,物质平衡值由北到南出逐渐增大,空间上呈现出典型的纬度地带性和经度地带性特征;气温是控制冰川物质平衡变化的主要因子,物质平衡过程通常与各地区不同时间尺度的气候波动和变化显著相关。

近50年新疆天山奎屯河流域冰川变化及其对水资源的影响

基于地形图、遥感影像、气象与水文资料,对气候变化背景下奎屯河流域近50 a冰川变化及其对水资源的影响进行了研究。结果表明:1964~2015年该流域冰川面积减小了约65.4 km2,冰储量亏损了约4.39 km3,且2000年后冰川消融与退缩加快。消融期内正积温增大带来的冰川物质支出(消融)高于源自年内降水的冰川物质收入(积累)是造成该流域冰川消融与退缩的主要原因。1964~2010年该流域径流年际变化总体呈上升趋势,1993年后径流增加趋势显著,且周期性丰枯变化发生了改变。52 a间该流域冰储量亏损引发的水资源损失量达39.5×108m3,年均亏损量约占多年平均径流量的12%,且20世纪80年代后冰川融水在径流中所占比重增大。

北极山地冰川物质平衡变化及其对气候的响应

冰川物质平衡作为表征气候变化的重要指标,通常被用来评估冰川对径流及海平面上升的贡献。本文采用世界冰川监测服务处(World Glacier Monitoring Service,WGMS)最新公布的物质平衡、平衡线高度及积累区面积比率资料,以北极地区具有长时间观测序列的23条冰川为研究对象,分析了北极山地冰川物质平衡状况及物质平衡与平衡线高度和积累区比率的关系。分析表明:(1)1960—2017年北极冰川厚度平均减薄14.8 m,俄罗斯北极减薄最小,为4.3 m,阿拉斯加地区减薄最严重,为27.7 m;(2)23条冰川中,仅Engabreen冰川平均物质平衡为正值,Kongsvegen冰川保持微弱的负平衡,其他21条冰川的物质平衡均处于较强的负平衡状态,北极冰川整体物质损失严重;(3)过去60 a,北极冰川物质平衡整体呈负平衡,20世纪90年代后期开始,冰川开始加速消融,损失速率从-128.2 mm·a^-1上升至-594 mm·a^-1;(4)物质平衡与平衡线高度呈负相关,与积累区比率呈正相关,相关性显著;(5)北极气温升高是冰川物质消融的主要原因,90年代之后气温大幅度升高造成同期冰川物质大量流失,降水量对物质平衡影响较小。