2000—2018年西昆仑山冰川表面运动特征研究——基于ITS_LIVE数据

近年来,西昆仑山冰川物质平衡异常现象受到广泛关注,然而该地区冰川末端却同时存在前进(常态)、后退、稳定及跃动多种状态。冰川末端进退不仅与气候变化引起的物质平衡变化有关,还与冰川的运动速度变化密切相关。以往研究多集中在前者,而对后者研究较少。因此,本文基于ITS_LIVE v01速度产品,结合西昆仑山冰川表面高程变化及冰川厚度资料,分析西昆仑山地区具有不同变化状态的冰川在2000—2018年的表面运动速度变化特征。结果表明,西昆仑山冰川在研究时段内的多年平均运动速度为6.35 m·a^(-1),年均速度波动上升,这主要是由该区域冰川表面高程整体上呈增加趋势[(0.15±0.02)m·a^(-1)]即冰川物质增加所造成;末端前进冰川的多年平均运动速度为4.07 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内呈增加趋势,这主要与该类冰川在研究时段内物质略微增加有关;末端后退冰川多年平均速度约为4.86 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内呈减小趋势,这主要与该类冰川物质亏损、减薄有关;末端稳定冰川多年平均速度约为3.04 m·a^(-1),年平均运动速度在研究时段内保持稳定,该类冰川在研究时段物质平衡也基本处于零平衡状态。研究区内末端前进冰川的多年平均运动速度较末端后退冰川的偏小,主要是因为末端前进冰川的平均厚度较末端后退冰川的偏小。2000—2018年西昆仑山有7条冰川发生跃动,多年平均运动速度为13.21 m·a^(-1),物质积累[(0.35±0.02)m·a^(-1)]引起速度增加。长度规模较大的后退冰川在2000年之前发生过跃动,由于目前处于平静期,冰川上部积累的物质未能及时输送到下部导致冰舌厚度减薄并后退。

基于MGWR模型的黄河流域GPM卫星降水数据降尺度研究

黄河流域地域广阔,但气象站点分布较少,导致气象资料短缺。卫星降水可以作为气象站点观测的重要补充,但其空间分辨率有限,导致其在区域研究中作用有限。以黄河流域作为研究区域,针对全球降水观测计划(GPM)卫星降水产品,以2002、2012年和2020年降水数据作为干旱年、标准年以及湿润年3个典型气候年份,在综合考虑归一化植被指数(NDVI)、数字高程模型(DEM)、坡度(Slope)、地表温度(LST)和风速(WDS)多种反映降水量空间分布特征的影响因子及其空间非平稳性特征的基础上,采用地理加权回归(GWR)模型、混合地理加权回归(MGWR)模型2种降尺度方法,得到了黄河流域1 km空间分辨率的降尺度降水数据,并进一步通过地面气象站点数据对降尺度结果进行验证。结果表明:(1)GPM年降水数据与地面气象站点观测数据在2002、2012年和2020年的黄河流域地区具有较高的相关性。(2)经MGWR模型降尺度的降水数据空间分辨率得到了显著提高,且在降水变化的空间细节表达方面较GWR模型更优。(3)在3个典型气候年份中,MGWR模型在降水量标准年中相对于GWR模型具有更高的准确性。研究结果能够为相关区域范围的降水降尺度研究提供宏观参考与借鉴,促进区域气候水文研究。

近60 a天山北坡冰川变化研究

从流域尺度揭示天山北坡冰川变化状况,对下游绿洲地区水资源的合理开发利用具有重要意义。基于多源遥感影像提取天山北坡诸河流域近期冰川边界,结合前期发布的冰川编目及AS⁃TER DEM数据,对该区域冰川面积和物质平衡变化特征进行了分析。结果表明:(1)2015年前后天山北坡共计分布冰川10061条,总面积约4855.85±245.86 km^(2)。1960s—2015年天山北坡国内段冰川面积萎缩速率为0.52%·a^(-1)±0.06%·a^(-1),且近年来呈加速萎缩趋势(0.96%·a^(-1)±0.88%·a^(-1));1999—2015年天山北坡国外段冰川面积萎缩速率约为0.56%·a^(-1)±0.31%·a^(-1)。(2)2000—2020年天山北坡冰川表面高程变化速率约为-0.57±0.01 m·a^(-1),冰川物质呈持续亏损态,物质平衡为-0.39±0.04 m w.e.·a^(-1)。(3)天山北坡东、西段冰川面积和物质平衡变化均存在一定的空间差异性,近十几年间,东段各子流域冰川面积萎缩速率和物质亏损速率均相对较大。

青藏高原东南和西南部冬季积雪化学组成研究

根据2021年1月在青藏高原东南和西南部所采集的73个积雪样,通过测定积雪中氢氧稳定同位素和可溶性无机离子,结合主成分分析和Hysplit后向轨迹分析,揭示了干季氢氧稳定同位素(δD和δ^(18)O)分馏特征及水汽迁移对积雪剖面化学组分变化的影响,讨论了氢氧稳定同位素与气候的关系和可溶性无机离子组成及来源。结果表明:整个研究区积雪大气水线为δD=7.86δ^(18)O+11.8(R2=0.95),接近拉萨冬季大气水线,且东南部大气水线斜率和截距略低于西南部;δD和δ^(18)O波动分别介于-178.11‰~-68.07‰和-23.80‰~-9.61‰,d-excess值波动范围为11.03‰~23.49‰,表现为冬季δD、δ^(18)O低值,高d-excess值;雪坑表层相对富集重同位素,同位素值高于下层雪样,且积雪内部的水汽迁移使得分层雪样的δD和δ^(18)O关系曲线的斜率出现差异;主要可溶性无机离子浓度序列为Ca^(2+)>SO_(4)^(2-)>Na+>NO_(3)^(-)>Cl^(-)>K^(+)>Mg^(2+)>NH_(4)^(+),其中Ca^(2+)(42.47%)、SO_(4)^(2-)(23.53%)分别在阳、阴离子中占比最大,且东南部离子浓度平均值高于西南部;主成分分析结果显示,陆源是积雪中离子的主要来源,NH_(4)^(+)和部分NO_(3)^(-)与人类活动有关;后向气团轨迹显示,水汽来源与高空西风环流控制的水汽输送有关,且离子大多为冬季西风所携带的陆源矿物粉尘。

三极雪冰中铅浓度变化及其污染来源同位素示踪研究进展

铅是一种对人类危害极大的有毒重金属元素,示踪铅的来源是控制铅污染的前提。由于铅同位素在自然过程中难以发生明显的分馏而保留了污染源区的特点,成为追踪铅污染源强有力的“指纹”工具。雪冰作为冰冻圈重要的环境介质,因具有保存大气铅的特征,对雪冰的研究可以重建区域和全球的大气污染变化,探讨过去铅排放的活动历史。本文系统地总结了三极地区(南极、北极、青藏高原及周边地区)雪冰中铅浓度与铅同位素记录、空间分布以及使用铅同位素对雪冰铅源进行识别与解析的相关研究。结果表明:三极地区雪冰铅浓度呈现第三极>北极>南极的空间分布特征,其中第三极北部地区雪冰中铅浓度整体较南部偏高且拥有更低的^(206)Pb/^(207)Pb比值。冰芯环境记录表明,铅污染显著发生在古罗马和中世纪时期、工业革命时期(采矿、冶炼、燃煤)和20世纪下半叶(含铅汽油使用前后),三极地区雪冰中铅浓度峰值主要出现在20世纪70年代左右。铅同位素示踪显示矿物粉尘是三极地区雪冰中铅的主要自然来源,其中南极不同地点雪冰还受到火山活动不同程度的影响。南极雪冰中的铅污染主要来源于澳大利亚和南美洲国家,北极雪冰中的铅污染主要来源于北美和欧亚大陆,第三极不同冰川雪冰中的铅来源存在差异。

2000—2020年中亚大型湖泊湖冰物候时空变化

湖冰物候变化特征是区域气候变化的敏感指示器之一。近几十年来,由于全球变暖和人为活动的影响,中亚地区的气候发生了显著变化,准确监测湖冰物候对于了解中亚地区气候变化具有重要的科学意义。通过对中亚地区7个大型湖泊(卡拉库尔湖、巴尔喀什湖、咸海、阿拉湖、斋桑泊、查蒂尔-科尔湖以及马卡科尔湖,面积>100 km^(2))2000—2020年的长期地表反射率数据、气象数据以及湖泊资料的综合分析,利用GIS相关技术探讨其湖冰物候特征及其影响因素。结果表明:(1)中亚地区的湖泊在9月中旬至11月上旬期间开始结冰,11月底到12月底会完全封冻,湖泊平均冻结时间为35 d;湖冰在3月底至5月中开始消融,4月上至6月上会完全消融,湖泊平均消融时间为18 d。(2)2000—2020年中亚7个湖泊中有5个湖泊开始冻结日期呈现延后的趋势,平均延后速率为4.86 d·(10a)^(-1),巴尔喀什湖开始冻结日期呈现提前趋势,提前率为1.44 d·(10a)^(-1)。完全消融日期呈现提前的趋势,平均提前率为2.90d·(10a)^(-1)。7个湖泊的平均湖冰存在期为171d,其中有4个湖泊湖冰存在期呈缩短趋势,完全冻结期呈现整体缩短趋势,其中巴尔喀什湖缩短最明显,缩短速率为9.02d·(10a)^(-1)。(3)中亚7个湖泊湖冰的冻结-消融空间模式主要分为两类:湖水从两岸向湖心逐渐冻结,消融时从湖岸到对岸;湖水自湖岸冻结至对岸,越先冻结的湖区越先消融。(4)中亚地区湖泊湖冰物候变化受到湖泊本身(海拔和面积)和气候(气温和降水量)等多个因素的影响,气温是影响湖冰物候的关键因素,气温越高,湖冰存在期越短;面积主要影响湖泊的冻结日期,面积越大,湖泊的湖冰存在期越短;湖冰物候也表现出一定的海拔依赖性,随着海拔的升高,湖泊的湖冰存在期越长。

祁连山冰川中痕量元素的空间分布及其来源分析

痕量元素在山地冰川中的时空格局可以作为评价人类活动对大气环境影响的良好指标。为了研究祁连山雪冰中痕量元素的空间分布及其主要来源,2020年9月在祁连山的7条冰川,包括阿尔金山冰川、扎子沟冰川、老虎沟冰川、七一冰川、四号冰川、八一冰川和宁缠河3号冰川中采集表层雪样进行酸化处理,使用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS)测定了大量元素Al、Fe与痕量元素As、Ba、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Mo、Pb、Sr、Tl、Zn、Cd的浓度,并选用Jonckheere-Terpstra非参数检验来对比痕量元素平均浓度,数据结果表明祁连山西部扎子沟冰川和老虎沟冰川的痕量元素浓度较高,祁连山东部宁缠河3号冰川痕量元素浓度较低,痕量元素浓度总体空间分布趋势为西段>中段>东段。痕量元素总浓度的富集因子(Enrichment Factors,EF)表明,Co、Cr、Cu、Tl、Fe、Li、Mn、Mo、Sr元素主要受自然粉尘输入影响(EF<10),Pb、Cd、Zn元素受人为源影响较大(EF>10)。然后对痕量元素浓度数据进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),发现7条冰川的第1主成分中总浓度上有较高正载荷的元素主要来源于自然粉尘源,特别是新疆地区的粉尘,第2主成分则代表不同程度的人为源影响。最后结合后向轨迹的聚类分析表明,研究区主要受西风环流控制,痕量元素自然输入源主要来自新疆中部和北部的沙漠和盆地等,而人为源则包括河西走廊部分城市人类活动、交通运输排放、矿物开采和金属冶炼等。本研究为祁连山脉各分段地区冰川人类活动对环境的影响作用提供了数据支持,为祁连山地区的生态文明建设和社会经济的可持续发展提供了重要的科技支撑。

木质素制备燃料电池阴极电催化炭材料研究(Ⅲ)——改性酶解木质素炭的微观结构演变

为了研究木质素基炭微观结构演变规律,以阔叶材酶解木质素及其尿素改性和三聚氰胺改性木质素为原料,在300~900℃之间炭化制备木质素基炭。采用X射线衍射、氮气吸附/脱附等温线、电阻率测试和扫描电镜分析了木质素基炭的微观结构、导电性和孔隙结构,全面分析了改性处理对木质素基炭的微观结构和孔隙结构演变过程的影响。研究结果表明:不管木质素是否改性,当炭化温度从600℃升高到700℃时,木质素基炭的导电性急剧提高,并从绝缘体转变为半导体,木质素基炭的类石墨微晶结构快速发展。然而,尿素和三聚氰胺改性导致类石墨微晶中碳网平面层间距的缩小,且氮含量越高的三聚氰胺改性变化更加明显;同时可以明显提高炭化温度低于700℃时炭化得到的木质素基炭的导电性,并降低炭化温度高于700℃时炭化得到的炭的导电性。非常突出的是,尿素和三聚氰胺改性显著阻碍了木质素基炭孔隙结构的发展,甚至完全抑制了微孔的形成。在700℃下制得的未改性、尿素改性和三聚氰胺改性木质素基炭的比表面积分别为524、102和69 m^(2)/g。

中亚干旱区咸海面积变化与人类活动及气候变化的关联研究

咸海是亚洲仅次于里海的第二大内陆咸水湖,20世纪60年代以来湖泊面积急剧萎缩。基于1960-2018年咸海的面积数据、CRU气温和降水数据以及咸海流域灌溉面积、水库容量等资料,定量分析了1960年以来咸海湖泊面积的变化情况,并从气候变化与人类活动两方面探究了咸海面积变化的主要影响因素。结果表明:1960-2018年咸海的面积由6.85×104km2持续萎缩至(8.32±0.19)×103km2,共减少了(6.02±0.02)×104km2(约87.85%),其中1960-2009年面积萎缩了(5.94±0.02)×104km2(约86.77%),而在2009-2018年其面积萎缩速率明显放缓,减少了740.04km2(约8.17%)。统计结果显示,1960年以来强烈的人类活动(主要表现为灌溉用水和水库储水量的持续增加)是导致咸海面积急剧萎缩的主要因素,其对咸海面积变化的影响远大于气候变化。在中亚地区气候继续向暖湿变化的背景下,咸海流域应尽快调整以农业灌溉为主的用水结构,否则在上游冰川融水达到峰值后,咸海可能面临干涸的危险。

1993—2016年喀喇昆仑山中部Shigar流域冰川物质平衡变化空间特征研究

基于Landsat系列卫星遥感影像、SRTM DEM和TanDEM-X DEM对喀喇昆仑山中部Shigar流域不同类型冰川的面积变化、物质平衡进行了分析。结果表明:1993—2016年间Shigar流域内有25条跃动冰川(面积增加1.30km2),68条前进冰川(面积增加0.86km2),50条退缩冰川(面积减少3.48km2),376条稳定冰川(面积减少1.34km2)。跃动冰川的冰川长度和规模均集中在较大范围内,前进冰川的规模略高于退缩冰川,退缩冰川多为小规模冰川,特大规模冰川保持稳定状态;不同类型冰川的空间分布差异较大,且不同海拔带内水热组合条件不一致也影响冰川运动状态。2000—2013年间,流域内跃动冰川物质平衡为(+0.17±0.03)m w.e.·a^(-1),前进冰川物质平衡为(-0.01±0.03)m w.e.·a^(-1),退缩冰川物质平衡为(-0.22±0.03)m w.e.·a^(-1),稳定冰川物质平衡为(-0.01±0.03)m w.e.·a^(-1)。四类冰川表面高程变化随归一化冰川长度的变化模式以及不同海拔带内和不同坡度区间的冰川表面高程变化显示:跃动冰川主要特征是积累区物质积累量大;前进冰川上部物质积累并且向下运动推动冰川末端前进;退缩冰川消融区物质亏损量大使得冰川末端退缩。

木质素制备燃料电池阴极电催化炭材料研究(Ⅳ)——材料的制备及其催化氧气还原性能

在对酶解木质素以及尿素、三聚氰胺改性木质素的热解过程、木质素基炭的化学结构和微观结构等系列研究基础上,采用木质素改性、炭化和氨气活化等过程制备了木质素基活性炭,运用氮气吸附法、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和电化学等方法分析了木质素基活性炭的孔隙结构、表面化学结构与电催化氧气还原反应(ORR)的催化性能。研究结果表明:以酶解木质素为原料,通过含氮化合物改性、炭化和高温氨气活化能够制备出ORR电催化性能优良的木质素基活性炭。采用含氮化合物改性和氨气活化的方法,可以有效调控木质素基活性炭的孔隙结构,以及吡啶氮(N-6)、吡咯氮(N-5)和季氮(N-Q)等含氮基团含量,从而达到调控木质素基活性炭的ORR电催化性能的目的。木质素经三聚氰胺改性、800℃炭化、950℃氨气活化制得的活性炭L-M-800-NH_(3)-950比表面积为1304 m^(2)/g,微孔(0.438 cm^(3)/g)和中孔(0.302 cm^(3)/g)结构发达,含氮量为6.82%,季氮基团为64.8%,电催化性能与商业20%Pt/C材料接近。

基于流域的陕西省水资源承载力研究

以陕西省9个流域为评价单元,基于宏观指标和综合指标构建水资源承载力综合评价模型。通过分析经济压力、人口压力、承载压力及协调指数,进而对研究区水资源承载力进行评价并探讨其时空分布特征。结果表明:(1)陕西各流域水资源承载力差异较为明显,其中陕南最大,陕北次之,汉中最小。陕南地区的汉江和嘉陵江两个流域水资源丰富且降水充足,WI<0.6处于承载适宜阶段,但该流域水资源利用效率较低HI<0.6,流域人均用水量、万元GDP用水量以及农田灌溉亩均用水量均超过全省平均水平。陕北地区的河口-龙门、内流区以及北洛河三个流域水资源紧缺且存在水质性缺水问题,处于轻度超载阶段;而关中地区的渭河、泾河、龙门三门峡及伊洛河四个流域水资源供需矛盾随着人口与经济的增长进一步加剧,水资源承载力综合评价指标值WI>1.5,处于严重超载阶段。(2)从承载压力指数分析可以看出,流域调水对缺水地区或经济中心城市的发展起到决定性作用。从丰水流域跨流域调水能解决地区性缺水问题,进而解决水资源危机所带来的社会经济可持续发展问题。(3)基于水资源的自然资源属性,以流域为评价单元,其研究结果更符合自然规律,有利于实现流域间水资源的合理均衡和分配。

木质素制备燃料电池阴极电催化炭材料研究(Ⅱ)——改性酶解木质素炭的化学结构演变

采用尿素和三聚氰胺改性酶解木质素,研究了改性前后木质素炭化制备的木质素基炭的化学结构演变过程。采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析了不同炭化温度(300~900℃)对3种木质素基炭化学结构的影响,全面分析了炭的含氧和含氮化学官能团变化规律,研究结果显示:不管是未改性还是改性的酶解木质素,600~700℃是炭表面含氧和含氮基团发生显著变化的炭化温度区域。在600℃之前,3种木质素基炭主要含有羧基、羰基和羟基等含氧基团;高于600℃时得到的炭则主要含有羟基和羰基等含氧基团,且羟基官能团最多。经尿素和三聚氰胺改性后,600℃下木质素基炭含有的绝大部分含氮基团是吡啶氮和吡咯氮;达到700℃以后,升高炭化温度导致吡咯氮转化为季氮,季氮含量明显提高,木质素基炭含有的含氮基团则以吡啶氮、吡咯氮和季氮为主。

木质素制备燃料电池阴极电催化炭材料研究(Ⅰ)——改性酶解木质素的热解过程

为了制备高性能的木质素基燃料电池用电催化炭材料,以酶解木质素为原料制备尿素、三聚氰胺改性酶解木质素,采用TG和DSC分析了酶解木质素、尿素和三聚氰胺改性酶解木质素的热解过程;同时采用立式管式炉在不同热解温度下对3种木质素进行热解,计算了固体产物得率,并采用元素分析仪测试了固体产物的碳、氮、氢元素含量。研究结果显示:尿素或三聚氰胺改性酶解木质素显示出与未改性酶解木质素显著不同的热解过程,其中尿素改性酶解木质素的热解过程主要发生在180~360℃之间,三聚氰胺改性酶解木质素的主要热解反应发生在温度范围较窄的280~350℃之间。尿素改性和三聚氰胺改性木质素都能制备得到含氮量较高的木质素基炭。尽管三聚氰胺在400℃就完全热分解,但三聚氰胺改性酶解木质素能在900℃下制备得到含氮量超过10%、炭得率与未改性木质素得率相当的产物炭,三聚氰胺的改性效果显著。进一步的对比分析揭示,三聚氰胺改性酶解木质素在热解过程中产生了化学活性高的含氮有机化合物,大大提高了三聚氰胺改性木质素在较低温度下发生二次热解的几率,从而显著影响最终固体产物的得率及其含氮量。

1960-2020年高加索山地冰川变化研究

冰川融水是高加索重要的淡水资源,对区域农业灌溉、水利发电等具有重要意义。本文基于Landsat影像和Sentinel影像对的相干系数图,结合GLIMS冰川编目以及WGMS冰川物质平衡资料,研究了1960-2020年高加索山地冰川变化的时空格局。研究结果表明,2020年高加索山共分布有冰川1 912条,总面积(1 087.36±66.44)km^(2)。1960-2020年冰川面积共计萎缩(587.36±98.66)km^(2)[(35.07±5.89)%],年均萎缩率达到(0.58±0.10)%·a。1960-1986年、1986-2000年、2000-2020年高加索冰川的面积萎缩率分别为(0.44±0.20)%·a、(0.66±0.77)%·a和(0.96±0.31)%·a,表明近60年以来高加索冰川处于加速退缩状态。对物质平衡资料的分析结果显示,近60年来高加索山脉的Djankuat和Garabashi冰川均处于强烈的负平衡状态,并在2000年后物质亏损明显加速。对气候资料的分析结果则表明气温的加速上升是近几十年来高加索山地冰川加速退缩的主要原因。

基于冰川钻孔温度的古气候重建研究进展

冰川内部温度与过去冰面温度变化密切相关,因此可以利用冰川钻孔温度对过去冰面温度变化过程进行重建。耦合的热传导-冰流物理模型与相关反演算法,是基于冰川钻孔温度进行古气候重建研究的理论基础和关键。论文收集了过去三十多年基于冰川钻孔温度进行古气候重建的研究文献,从冰川钻孔温度对气候变化的响应和古气候重建等方面进行了概述,并简要讨论了不同反演算法的优劣性和适用条件。尽管很多因素(如太阳辐射、融水等)都会对冰川钻孔温度造成影响,但两极或高纬地区的冷冰川钻孔温度能较好地反映气候变化历史。目前已通过这些不同地区的冰川钻孔温度,重建了末次冰期冰盛期以来不同时间尺度的气候变化历史,同时可与对应的冰芯记录相互印证。此外,通过冰川钻孔温度可以研究冰川与气温的耦合作用,并进一步预测冰川对未来气候变化的响应。利用中纬度冷冰川钻孔温度开展古气候重建的研究较少,未来加深这一方面的研究将有助于揭示中纬度高海拔地区的气候变化状况。

青藏高原冰川表层雪中低分子有机酸的化学特征及来源分析

偏远地区雪冰中的化学组成在一定程度上可以反映当地的大气环境状况。为揭示青藏高原冰川表层雪中低分子有机酸的特征、探讨其可能来源及对降水酸度的贡献,进一步理解偏远地区酸沉降的形成机制,本研究基于2021年5至6月在青藏高原的五条冰川:阿尔金、扎子沟、七一、煤矿和玉珠峰采集的28个表层新雪样,分析了雪样中低分子有机酸的含量和组成特征。结果表明:研究区表层雪中的甲酸、乙酸和草酸的浓度范围分别为90.2~225.2 ng·mL^(-1)、54.6~277.8 ng·mL^(-1)和46.1~474.0 ng·mL^(-1),除煤矿冰川外,雪样中有机酸总浓度相对较高。根据亨利定律和理想气体方程对有机酸的来源进行分析,表明阿尔金、扎子沟和煤矿冰川地区表层雪中的有机酸均主要来源于大气中不饱和碳氢化物的氧化反应等间接来源,而玉珠峰和七一冰川地区表层雪中的有机酸则主要来源于植物、土壤、生物质和化石燃料燃烧以及人类活动直接排放。在本研究中,甲酸、乙酸和草酸之间高度相关(相关系数介于0.73~0.97之间),表明它们可能均来自生物质燃烧。在有机酸的降水酸度贡献分析中,发现无机阴离子对降水的总自由酸度有较强的影响,是导致该地区降水酸化的主要原因。但有机酸对总自由酸度的贡献为13.4%~33.3%,说明有机酸对这些地区降水的酸化也起了一定的作用,其对降水酸度的贡献不容忽视。本研究旨在更好地了解研究区酸沉降形成机制,为青藏高原地区表层雪中有机酸的后续研究提供基础资料。

近20a西喀喇昆仑地区吉尔吉特河流域冰川面积变化及其对气候变化的响应

冰川被誉为“固态水库”,对区域生态环境和发展至关重要。喀喇昆仑山地区的冰川出现了退缩停滞乃至前进的现象,被称为“喀喇昆仑异常”。为探明西喀喇昆仑地区吉尔吉特河(Gilgit River)流域的冰川面积变化及其影响因素,本文基于1993、2000、2016年三个时期的多景LandsatTM/ETM+/OLI遥感数据,通过目视解译法提取三期冰川边界。结果表明:(1)1993—2016年,吉尔吉特河流域冰川面积共萎缩了45.82±9.07km^2,约占1993年冰川总面积的4.07±0.80%。其中,1993—2000年冰川面积的年均萎缩率为0.19±0.02%,2000—2016年冰川面积的年均萎缩率为0.17±0.03%,即近15a来研究区冰川面积萎缩呈微弱的减缓趋势。(2)1993—2016年研究区内共有12条冰川发生过前进现象,其中G073768E36822N(冰川编码)冰川发生了较为快速的前进,在1996—1999年末端前进了477m,前进速率为159m·a^-1。(3)近40a来,吉尔吉特河流域的气温呈持续上升趋势,降水呈先减少后增加趋势。气温升高是研究区冰川退缩的主要原因,降水的增加缓解了因升温而导致的冰川面积萎缩。

1993-2016年喀喇昆仑山什约克流域冰川变化遥感监测

基于1993、2000、2016年的多景Landsat TM/ETM+/OLI影像,通过目视解译法提取冰川边界,从规模、朝向、高程带和前进冰川等多个方面分析了近20年来喀喇昆仑山什约克流域冰川面积变化特征。结果表明:近20年来研究区冰川呈微弱退缩态势,年均退缩率仅为0.05%±0.20%,其中1993-2000年退缩速率为(0.03%±0.64%)·a^-1,2000-2016年退缩速率为(0.06%±0.27%)·a^-1。1993-2016年什约克流域291条冰川的末端发生了前进现象,在一定程度上减小了冰川总面积退缩的幅度。此外,近20年来研究区冰川前进现象呈减弱态势。近35年来什约克流域气温显著上升,降水量亦呈增加趋势,气温的显著上升是冰川退缩的主要原因,而降水量的增加则是冰川退缩速率相对较低的主要原因。

基于多源遥感数据的1970-2020年巴尔喀什湖动态监测

利用ICESat-1、CryoSat-2测高数据与水文站实测数据,分析了1970-2020年巴尔喀什湖水位变化特征,结合MOD09A1数据及相关资料分析了巴尔喀什湖长时间序列面积和水量变化状况,并利用巴尔喀什湖流域灌溉数据及Climatic Research Unit(CRU)气象数据,简要探究了气候变化及人类活动对湖泊长期变化的影响。结果表明:巴尔喀什湖水位在研究时段内总体呈现先下降后波动上升的趋势,1987年水位值达到最低(340.64 m),年内水位增长主要发生在2月底至6月初,且暖季(4-10月)水位波动比冷季(11月-次年3月)更剧烈;1970-2020年巴尔喀什湖面积从19996 km^(2)减少到16641.93 km^(2),湖面缩小约16.77%;在此期间巴尔喀什湖水量损失约为12.33 km^(3)。湖泊动态变化为多种因素共同作用的结果,1970-1987年湖泊动态变化主要由卡普恰盖水库蓄水和哈萨克斯坦境内灌区耕地扩张等人类活动引起;气温与降水在总体趋势上与湖泊的动态变化并无明显相关性,定量讨论各因素对湖泊动态变化的影响,还需进一步研究。