阿尼玛卿山冰川跃动基本特征研究

已有研究表明阿尼玛卿山地区有4条跃动冰川,其中西坡晓玛沟冰川的跃动已经造成4次冰川垮塌灾害。基于1977年以来Landsat和2015年以来Sentinel-2等卫星影像,以冰川末端和表面典型地物变化为主要参考,研究了阿尼玛卿山地区跃动冰川的分布和跃动事件发生、持续时间以及跃动周期等基本特征。结果显示,阿尼玛卿山地区有多达11条跃动冰川(包括分支冰川),条数和面积分别占2022年该地区冰川总条数和总面积的约10%和约66%。1986年以来,阿尼玛卿山地区已经发生了17次冰川跃动事件,其中曲什安22号和切木曲23号冰川的跃动目前仍在进行中。西坡晓玛沟冰川2000年以来的频繁跃动已造成5次不同规模的冰川垮塌灾害事件,其中2021年的跃动和垮塌事件此前未被报道。此外,尚有7条冰川在1986年以来某些时段有微弱前进现象,疑似也发生了一定程度的跃动,条数和面积分别占2022年阿尼玛卿山地区冰川总条数和总面积的约6%和约13%。研究结果还显示,阿尼玛卿山冰川的跃动表现为以慢速跃动为主的特征,并且多具有50年以上的跃动周期。在1990年以来的气候变暖背景下,维格勒当雄冰川和哈龙冰川的跃动特征发生了较明显的改变,表现为跃动幅度变小、跃动速度降低。同时,多条冰川积累区陡峭后壁产生大范围冰崩,冰川不稳定性增加。气候变暖还可能已导致玛卿岗日冰帽稳定性的降低,对晓玛沟和维格勒当雄等外溢冰川的跃动和垮塌产生一定影响。

基于深度学习的山地冰川表面裂隙提取方法——以青藏高原东南部雅弄冰川为例

冰川表面裂隙对于分析冰川的运动状态、稳定性、物质平衡以及内部和表面应力有着非常重要的作用。利用无人机搭载的高分辨率相机进行航测,可以精确获取复杂冰川表面地形的细微特征。本文以青藏高原东南部岗日嘎布山的雅弄冰川为研究对象,使用大疆M300 RTK无人机航拍获取到0.03 m空间分辨率的正射影像,采用深度学习网络模型开展冰川表面裂隙的自动提取研究。结果表明,使用本文提出的CBAM-UNet模型提取冰裂隙的性能优于经典U-Net、DeepLabV3+、PSPNet和HRNet等模型,提取的冰裂隙精确率可达到90.74%。受雅弄冰川运动的影响和地形因素制约,冰川末端主要涵盖了横向裂隙、伸展裂隙、雁列裂隙、边缘裂隙等四种冰裂隙类型以及少量分布的冰崖裂隙,基本成片分布在变化剧烈的冰川区。基于高分辨率无人机影像和深度学习的冰川表面裂隙智能提取方法,可为监测冰川变化及其与气候变化的响应提供新的技术手段。

1980—2019年藏东南帕隆藏布流域冰川物质平衡模拟

帕隆藏布流域位于中国海洋性冰川发育最为集中的藏东南地区,近年来随着全球气候变暖,帕隆藏布流域冰川亏损显著。利用全球开放冰川模型(OGGM)模拟了1980—2019年藏东南地区帕隆藏布流域1554条冰川物质平衡,发现1980—2019年帕隆藏布流域全域冰川物质平衡呈现不断亏损的状态,为-0.41 m w.e.·a^(-1),在2000—2019年物质平衡亏损更为严重,达到-0.56 m w.e.·a^(-1)。从空间分布上来看,流域东南部和流域西北部是冰川亏损最为严重的区域,流域中部和西部冰川亏损相比较少。温度的升高和降水的轻微减少是冰川物质亏损的主要原因。通过气温和降水的敏感性分析,气温上升1℃,流域71.75%的冰川物质平衡变化在-1000~-500 mm w.e.·a^(-1);降水减少20%,62.81%的冰川物质平衡变化在-450~-300 mm w.e.·a^(-1),相较于降水,冰川对气温变化更为敏感。通过分析国家气象站及再分析数据,发现1980—2019年气象站气温上升均超过1.5℃,波密站2000—2019年总降水相较于前20年,减少了10%,流域降水整体呈现减少的趋势,气温的持续升高和降水的轻微减少导致帕隆藏布流域冰川处于持续亏损之中。

黄河上游阿尼玛卿山区冰川波动与气候变化

以黄河上游阿尼玛卿山的冰川为研究对象 ,通过应用航空相片、卫星遥感影像、地形图和数字高程模型 (DEM) ,分析了末次冰盛期、小冰期、自 1 966年及 2 0 0 0年的冰川范围及变化情况 .结果表明 ,末次冰盛期的冰川范围是现代冰川的 3 .1倍 ;小冰期以来 ,冰川已经开始退缩 ,尤其在 1 966—2 0 0 0年期间退缩有加速趋势 .介绍了一种提取冰川雪线高度的方法 ,并根据现代气候数据 ,探讨了研究时段雪线高度上的夏季平均气温变化趋势 .结果表明 ,末次冰盛期时 ,雪线下降了 42 0m左右 ,相应的夏季平均气温比现代低 1 .9℃ ,小冰期盛时夏季平均气温比现代低 0 .6℃ .

塔里木河流域冰川变化及其对水资源影响

在近一个世纪以来全球变暖趋势显著的背景下,1980年代中后期以来新疆等地区的降水、出山径流出现持续增加现象,冰川也呈加速萎缩状态。作者从区域冰川研究入手,研究在这种气候暖湿转变背景下,塔里木河流域冰川变化的响应及其影响。通过应用大比例尺地形图、高分辨率卫星遥感影像及航空摄影照片获得了塔里木河流域3000多条冰川1960年代初以来的变化,表明该流域近30多年来冰川呈总体萎缩状态,冰川退缩已给塔里木河流域水资源变化带来了明显的影响。

祁连山西段小冰期以来的冰川变化研究

根据航空摄影相片、地形图、遥感影像数据 ,分析了祁连山西段自小冰期至 1990年的冰川变化 ,得出该地区在小冰期至 195 6年间冰川面积减小幅度为 16 9% ,冰川储量减少了 14 1% ;195 6—1990年间冰川仍以退缩为主 ,此时段冰川面积和储量减小量占 195 6年时相应量的 10 .3%和 9.3% .分析认为冰川退缩主要与 195 6— 196 6年时段气温偏高、降水偏少有关 ,而且该流域区对应于 195 6— 196 6年间强负物质平衡的冰川退缩可能出现于 196 0年代中期至 1970年代中期 .

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究

应用度日物质平衡模式对天山乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡及平衡线高度对气候变化的敏感性进行了研究．结果表明，位于大陆性气候区且具有暖季补给特征的乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡对气候变化的敏感性要小于海洋性冰川，升温１℃或增加２０％的降水可引起平衡线上升８１ｍ或下降３１ｍ．此外，气温与降水在物质平衡形成过程中的作用是不同的，气温引起物质平衡剖面以旋转方式变化，而降水可导致其平移方式的响应．若未来升温２℃时，即使降水增加３０％，１号冰川向负平衡变化仍然不能得到遏制．

中国西部冰川对近期气候变暖的响应

中国冰川主要分布在青藏高原及周边地区,在这一广大的区域内分布有冰川46377条。研究表明,中国西部变暖显著,1950年代以来平均气温上升0.2℃/10a,其中1990年代是近千年中最暖的10年;同时,1950s以来西北各省的降水量增加了约18%。为认识这一气候变化对中国西部冰川的影响,利用遥感和地理信息系统方法,获取了近50a来5000多条冰川的变化状况。结果表明,中国西部82.2%的冰川处于退缩状态,冰川面积减少了4.5%,同时也有一些冰川处于前进状态。此外,近数十年中国西部冰川变化表现出明显的区域差异,青藏高原中部和西北部地区的冰川相对稳定,而高原周边山区的冰川物质亏损严重,处于加速退缩状态。

20世纪初以来青藏高原东南部岗日嘎布山的冰川变化

采用地形图、航空摄影相片、中巴资源卫星和Landsat TM数字影像, 对青藏高原东南部岗日嘎布山区20世纪初以来的冰川变化进行了研究, 分析了该地区冰川对 20 世纪后期全球变暖的响应.结果表明: 20世纪初期至1980年, 研究区的冰川基本处于退缩状态, 期间冰川面积减少了13 8%, 储量减少了9 8%, 储量减少量相当于249 2×108 m3水当量, 因冰川萎缩导致其对河川径流的调节作用减弱了一半左右. 1980年以来, 本区气候表现出升温和降水增加, 在此气候变化背景下, 冰川总体呈面积减小的退缩状态, 但有一定数量的冰川处于前进之中, 这可能与不同规模冰川对气候变化的响应特点和响应时间有关.

高亚洲地区冰川物质平衡变化特征研究

应用数字滤波、谱分析、主成分分析 (PrincipalComponentsAnalysis以及Mann -Kendall非参数统计检验等分析手段 ,对选取的位于阿尔泰山、天山、帕米尔 -阿赖山及喜马拉雅山 17条冰川的物质平衡观测系列进行了分析 .结果表明 ,各冰川在空间距离较小时 ,物质平衡变化具有同步性 ,随着冰川间空间距离增大 ,物质平衡变化有明显的非同步性 ,这一结果可以成为合理选择冰川开展物质平衡观测的基础 .分析还表明 ,各冰川均表现出的准 2a周期振荡与本区域气候波动的准2a周期振荡是一致的 ,非参数统计检验识别出几乎所有长系列物质平衡在 70年代初前后均有一次突变现象 .由主成分分析说明 ,各冰川物质平衡面积加权平均可以近似代表高亚洲区域冰川物质平衡变化的趋势 .

基于RS与GIS的冰川变化研究——青藏高原北侧新青峰与马兰冰帽变化的再评估

应用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术,分析了位于青藏高原东北部,可可西里地区、昆仑山脉中段的新青峰和马兰冰帽近30a来的冰川变化.1971—2000年间新青峰冰帽总面积呈减小变化,马兰冰帽面积有所增加;结合以往研究结果,发现新青峰冰帽面积变化在1979年前后为突变点,1979年前冰帽总体面积扩大,之后面积迅速减小,期间经历了1989—1994年相对稳定的时期.进一步分析新青峰冰帽东南侧新青峰冰川和西北侧西新青峰冰川长度变化过程,发现新青峰冰帽面积变化在很大程度上取决于这两条冰川的变化.研究时段内两条冰川末端进退变化有较大差异,西新青峰冰川在1971—1976和1994年之后为退缩期,1976—1994年间为前进,而新青峰冰川则有所不同,该冰川1971年以来一直处于退缩之中,但不同时段退缩速率不同,且1994年后有加速退缩的趋势.根据马兰冰帽冰芯δ18O记录所反映的夏季气温变化,近50a来研究区在1976年之前为相对高温期,之后为相对低温期,两冰川不同的长度变化趋势可能与两冰川对气候变化具有不同的动力响应特征有关.根据两条冰川冰面地形特征分析认为,受地形条件制约,两条冰川可能具有不同的冰川表面物质平衡梯度,这也可能是两冰川具有不同的动力响应特征的影响要素之一.

近30年来乌鲁木齐河流域冰川波动特征与流域高山带升温幅度的估算

乌鲁木齐河流域典型冰川与全流域其他冰川波动的监测结果表明，５０年代末与６０年代初以来，各冰川均处于全面退缩状态，且冰川长度退缩量、面积和冰储量减小量与冰川的规模有密切的关系，大冰川退缩量大，但退缩量所占百分比较小，小冰川则相反，而且三者与冰川的长度等级有较好的统计关系。在区域上有更多的冰川波动资料时，可以通过优化这种统计关系用于推断无观测资料冰川在过去数十年中的波动情况，为评估区域冰川资源变化提供快捷的方法。计算说明，流域冰川全面退缩量值相当于乌鲁木齐河流域高山带在过去３０年中气温升高了０．３５±０．２７℃。

天山麦茨巴赫冰川湖突发洪水特征及其与气候关系的研究

根据１９５６年以来天山昆马力克河麦茨巴赫冰川湖突发性洪水记录，分析了该冰川湖突发性洪水与气候要素特别是气温间的关系，认为冰川湖迅猛排水受制于年内气温波动引起的伊力尔切克冰川消融期与消融强度的变化，该冰川湖迅猛排水时的洪峰流量与总洪水量具有逐年增加的趋势，这种增加趋势与天山地区区域性温暖化有密切的关系．

希夏邦马峰抗物热冰川区消融期气候特征

根据１９９３年夏季在希夏邦马峰抗物热冰川考察时取得的部分气象要素观测资料，结果表明，尽管夏季气温相对较高，但由于降水频繁，冰川表面降雪，通过增加冰面反射，削弱冰面消融，导致冰川水文循环水平低。温度观测揭示出受西南季风影响，夏季冰川区处于高温环境中；又由于相对远离主山脉，且无明显的山谷形态，该冰川区局地环流不发育。

玉龙喀什河源区32年来冰川变化遥感监测

根据航空相片、地形图、遥感影像数据分析了玉龙喀什河源区的冰川变化,结果表明,1970～2001年本区冰川总体上以稳定冰川的数量占多数,但由于部分冰川的退缩使得整个研究区的冰川表现为萎缩的趋势.1970～1989年冰川规模有扩大的趋势,冰川面积、储量分别增加了1.4 km2、0.4781 km3,约占1970年研究区相应总量的0.12%、0.19%;而1989～2001年的冰川面积、储量分别比1970年减少了0.5%、0.4%,是西北干旱区冰川面积变化幅度最小的区域.分析认为该区域1970～1989年冰川扩大可能与该地区的冰川对20世纪60年代末温度降低、降水量增加有10～20年滞后响应有关;1989～2001年冰川退缩,主要受温度快速上升影响,而丰富的降水对冰川退缩起到缓冲的作用.

青藏高原各拉丹冬地区冰川变化的遥感监测

以位于青藏高原长江源头的各拉丹冬地区冰川为例 ,利用 2 0 0 0年的TM数字遥感影像资料、196 9年的航空相片遥感资料、地形图及数字地形模型 ,通过遥感图像处理和分析提取研究区小冰期最盛期 (LIA)、196 9年和 2 0 0 0年的冰川范围 ,并在地理信息系统技术支持下分析该地区冰川的进退情况 .研究结果表明 ,该地区 196 9年冰川面积比小冰期最盛期的冰川面积减少了 5 2 % ,2 0 0 0年的冰川面积比 196 9年的冰川面积减少了 1.7% .从 196 9年到 2 0 0 0年最大冰川退缩速度为 - 4 1.5m·a-1,最大冰川前进速度为 +2 1.9m·a-1.本区的冰川基本处于稳定状态 ,冰川退缩的速度不是太大 ,并有前进的冰川存在 .

长江黄河源区冰川变化及其对河川径流的影响

以位于青藏高原长江源头的各拉丹冬地区和黄河源区的阿尼玛卿山地区冰川为例,利用两期遥感影像资料(长江源为1969年和2000年,黄河源为1966年和2000年),在地理信息系统技术的支持下分析研究区典型冰川作用区小冰期(LIA)、1969年(1966年)和2000年的冰川范围变化、冰川进退情况,在此基础上,运用由点到面的研究方法,外推整个长江和黄河源区近几十年来的冰川变化情况,并以沱沱河流域为例,分析了冰川变化对河川径流的影响。结果表明,长江源各拉丹冬地区1969～2000年冰川总面积减少了1.7%,而黄河源阿尼玛卿山地区冰川面积减少是长江源区的10倍,同期,长江源区冰川末端的最大退缩速率为每年41.5m,而黄河源区每年为57.4m,与黄河源区相比,长江源区冰川退缩速度不是太大,基本上处于稳定状态,且有前进冰川存在。20世纪60年代以来,江河源区冰川虽呈长期退缩的总趋势,但也出现过明显的前进,长江源区在1969年～1995年,黄河源区在1966年至1981年,大多数冰川处于前进状态或稳定。长江源区冰川转入退缩阶段的时间要比黄河源区晚约10a左右。冰川退缩使长江源区和黄河源区年均各自损失冰川水资源约0.7×108m3。由于长江源区冰川变化幅度小,虽冰川退缩使冰川融水径流量有所增加,但对径流的影响程度相对较小。

近15年来长江黄河源区的土地覆被变化

基于长江黄河源区土地生态分类,利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查,采用景观生态空间分布格局分析方法,从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面,分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局,结果表明:高寒草地退化显著,较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82% 和5.15%,高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%;湖泊水域萎缩了7.5%,以长江源区内流湖泊为主;土地荒漠化发展十分强烈,沙漠化土地面积扩展了17.11%,其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向,并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。

近40a来江河源区生态环境变化的气候特征分析

利用月气象资料,对过去40a江河源气候变化特征进行分析,并与全球、全国、青藏高原进行了比较.结果表明:江河源区气温具有增暖趋势,近40a两地年平均气温分别增加约0 8℃和0 7℃,为高原异常变暖区.黄河源区变暖的主要特征是最低气温变暖,日照时数增加;最低、最高气温的显著变暖,以及较黄河源区增加更长的日照时数是长江源区变暖的主要特征.长江源区冬季变暖的作用不是主要的,春季、夏季和秋季的变暖作用比冬季还要大;黄河源区的变暖也并不主要是冬季变暖造成的,秋季变暖的作用与其相当,其它季节的变暖作用也不能忽视.近40a来江河源区降水量略有增加,主要体现在20世纪80年代中后期以来春季与冬季降水量的明显增加,夏季降水量虽然总体上没有明显变化,且局地夏季降水量呈持续减少趋势.与全球、全国以及高原区对比显示,江河源区对全球气候变暖的响应最敏感,变暖首先从长江源和整个高原发端,之后15a.黄河源和全国才进入显著温暖期.黄河源与长江源北部降水量的增加表明,气候变暖有利于高原增加降水量.

青藏高原典型冰川和湖泊变化遥感研究

青藏高原冰川和湖泊变化是气候变化敏感的指示器,利用地形图、航空照片、TM卫星遥感资料和其它相关研究文献资料,分析了青藏高原典型地区的冰川和湖泊变化情况.结果表明:1960—2000年期间,在气温上升、降水增加、最大可能蒸散降低的背景下,研究区内不同地区湖泊的面积变化存在比较大的空间差异.以冰川融水为主要补给的纳木错和色林错地区的主要湖泊以扩大为主,而以降水为主要补给的黄河源地区的主要湖泊则基本上全面萎缩.研究区的冰川在1960—2000年期间以退缩为主,但各地退缩的幅度有较大的差异.