昆仑山北坡水资源科学考察初报

2021年10月首批启动了第三次新疆科学考察——“昆仑山北坡水资源开发潜力及利用途径科学考察”。结合多源遥感信息和2022—2023年野外科考工作,对昆仑山北坡的水文水资源变化和水资源利用进行了调查研究。结果表明:(1)1990—2020年,昆仑山北坡山区的气温、降水分别以0.14℃·(10a)^(-1)和6.53 mm·(10a)^(-1)幅度增加。(2)冰川变化相对稳定,积雪面积和积雪深度表现为略微增加。(3)永久性水体和季节性水体面积分别显著增加79.89%和144.49%。(4)东昆仑-库木库里盆地的阿牙克库木湖和阿其克库勒湖两大湖泊的水域面积分别增加了68.91%和58.22%,盆地内多条河流具备水资源开发潜力。(5)昆仑山北坡陆地水储量总体呈增加趋势,表现为从西向东增加趋势越加显著。(6)昆仑山北坡的主要河流和田河、克里雅河和车尔臣河年均径流量2010—2023年较1957—2023年分别增加了20.24%、27.85%和45.17%。(7)基于不同气候变化情景模拟预测至21世纪中后叶,主要河流径流量将保持上升态势,区域水资源量总体呈增加趋势。昆仑山北坡的水资源禀赋可为区域绿色高质量发展提供有利的水资源保障条件。

东昆仑鲸鱼湖流域冰川、湖泊对气候变化的响应

以东昆仑鲸鱼湖流域为研究区,通过解译Landsat系列影像获取1990—2023年流域内冰川和湖泊范围,同时利用内陆水域水文时间序列数据库水位数据集和全球冰川物质平衡数据集,分析鲸鱼湖流域冰川面积、储量和物质平衡及鲸鱼湖面积、水位和储量变化特征。此外,结合ERA5再分析资料,探讨流域内冰川和湖泊的变化,及其对气候变化的响应过程。结果表明:(1) 1990—2023年,鲸鱼湖呈现显著扩张趋势,从266.00 km^(2)扩张至399.30 km^(2),面积扩张了133.30 km^(2),扩张速率为4.66 km^(2)·a^(-1);2013—2023年湖泊水位上升5.19 m,水位上升速率为0.55 m·a^(-1);湖泊水量增加1.31 km^(3),年增量为0.16 km^(3)。(2) 1990—2023年流域内冰川呈现显著退缩趋势,冰川面积减小4.59 km^(2),变化速率为-0.12 km^(2)·a^(-1),冰川储量减少0.38 km^(3),变化速率为-0.01 km^(3)·a^(-1);2000—2020年冰川多年平均物质平衡为^(-1).22×10^(-4)m w.e.。(3) 1990—2021年流域内年平均气温显著升高,年升温率为0.02℃·a^(-1),但是夏季升温不显著。年降水量显著增多,速率为2.11 mm·a^(-1),降水集中在夏季,夏季降水量占年降水量的78.9%。(4)流域内降水是导致湖泊扩张的主要因素。研究揭示了鲸鱼湖流域冰川、湖泊对气候变化的响应,可为当地政府优化水资源配置和管理提供参考。

昆仑山冰湖分布时空特征及驱动力

探究昆仑山冰湖变化特征对区域生态环境和发展至关重要。基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台进行监督分类,研究昆仑山近20 a的冰湖分布面积和数量变化情况,并结合气温、降水和冰川面积进行驱动力分析。结果表明:(1)2000—2020年昆仑山地区冰湖数量增加39.25%,面积增加81.35%,呈西多东少的分布特征。(2)昆仑山地区面积小于0.1 km^(2)的冰湖对气候变化更敏感,增长速度最快;昆仑山冰湖主要集中在海拔4600~5600m,冰湖数量和面积分别占总量的71.58%和70.51%。(3)2000—2020年昆仑山地区气温降低3.45%,降水减少6.27%,冰川面积减少了21.15%,冰川融化产生的冰川融水是冰湖增长的主要原因。研究结果可为干旱区水资源的保护和利用、灾害预警等方面提供科学支撑。

西昆仑山区湖泊初探

本文论述了西昆仑山区湖泊的分布、成因、水化学特征以及其演化历史与高原隆升、古气候变化、高山冰川进退之间的关系。研究结果表明,该区湖泊主要靠暖季高山带的冰雪融水补给,故矿化度的变化与其距补给源的远近密切相关;它们在第四纪期间的演化是高原构造隆升和全球气候变化二者作用的结果;根据现有资料,该区湖泊的演化历史可大致分为3个阶段,即距今4.6万年以前的大湖期,晚更新世晚期的湖面波动期和全新世的湖泊退缩期。

山地冰川冰湖变化及其溃决洪水遥感监测研究进展

冰湖作为冰川融水主要储蓄载体,能在一定程度延缓区域冰川淡水资源流失,但也为冰湖溃决洪水(Glacial Lake Outburst Floods,GLOFs)、滑坡、泥石流等山地灾害发生提供了孕灾场所,是众多山地冰川灾害链的重要环节。升温、极端气候变化扰动下,冰川物质亏损/减薄速率进一步加剧,冰湖形态变化速率加快、GLOFs发生频次与规模有所提升、灾害影响效应愈发显著,对高海拔山地冰川区下游居民生命财产和基础设施安全带来潜在风险。鉴于此,本文以冰湖与GLOFs研究为主题,首先,通过冰湖研究文献计量分析确定了近些年研究热点专题;其次,围绕山地冰川冰湖与GLOFs研究的3个主要方向:冰湖与GLOFs遥感监测、冰湖时空演化与冰川变化分析及未来潜在冰湖探测、冰湖灾害风险评估与GLOFs案例研究,遴选10项重要专题内容,分门别类、系统梳理总结、剖析了国内外研究进展,阐述了当下研究存在不足;最后,针对所选专题结合技术发展趋势与研究热点问题,围绕冰湖形态信息与GLOFs智能提取、冰川-冰(前/面)湖系统演化及其气候变化响应关系、冰湖监测预警与灾害防治内容,对未来研究做了一定展望,以期为山地冰川冰湖灾害管理与适应性规划提供借鉴与参考。