基于遥感的1990~2015年 阿尔泰山区冰湖变化特征

主要基于Landsat TM/ETM+影像等数据,分析1990~2015年间阿尔泰山地区冰湖变化及其特征.结果表明25 a间:阿尔泰山冰湖面积增加19.856 km2,平均增幅0.38%/a.阿尔泰山冰湖面积增加主要存在冰湖扩张贡献.除了3 400~3 500 m外,其他海拔带冰湖面积均出现扩张趋势,冰湖面积较稳定的区域主要分布在低海拔(< 2 100 m)和高海拔(> 3 100 m),2 100~3 100 m海拔之间冰湖面积增长快,其中增速最快的在2 200~2 900 m之间,净增值为1.7~2.8 km2,占冰湖净增长面积的78%.研究区不同朝向冰湖扩张速度不一,东北向冰湖数量增长最快,东南向冰湖面积增长最大.冰湖扩张是该区冰川退缩和气温升高两者共同作用所致.     

西藏冰湖溃决频次与径流峰值流量相关性分析

冰湖溃决事件频繁发生,严重阻碍西藏自治区区域社会经济发展,影响社会稳定。随着气候变暖,冰川减薄后退,冰川径流量增大,冰湖溃决风险上升。基于西藏自治区东南地区的嘎隆拉冰川径流观测资料,分析了2017—2019年消融期间5—9月冰川径流变化特征,探讨了西藏1931—2020年冰湖溃决事件发生的频次与径流峰值流量的关系。结果表明：在1931—2020年,西藏地区共发生冰湖溃决事件32次,集中在5—9月发生;在旬变化上,极大值频次呈单峰结构,在7月上旬频次最高;冰湖溃决频次与径流峰值流量显著相关,相关系数为0.673,随着径流增大,冰湖溃决发生的频次逐渐增大。在气候变暖的背景下,冰川融化引发的冰湖溃决灾害应引起重视,要加强冰川消融径流观测及冰湖水位的监测,进行冰湖溃决洪水预报。     

基于高通量测序技术的西藏冰湖真核浮游植物群落组成特征分析

通过18S rRNA基因V4可变区对西藏廓琼岗日冰川流域3种不同类型冰湖的表层和底层水体进行测序分析，研究冰湖水体真核浮游植物多样性.冰湖中用于注释的序列数碱基占比>97%，表明测得的数据准确可靠.分析结果表明：1）冰湖浮游植物以绿藻门和隐藻门为优势类群，绝对优势种为绿藻门的Chlamydomonadaceae＿sp.(0.127)、Chlorophyta(0.112);2）廓琼岗日冰湖水体整体呈碱性，浊度高且范围广，水温偏低，营养盐和叶绿素a水平偏低，湖泊整体处于贫营养状态；3）同一冰湖不同点位和不同类型冰湖的浮游植物优势种和群落具有显著差异，冰川融水补给源和太阳辐射的空间差异可能是导致这种差异的重要因素；4）冰湖浮游植物优势种和群落与青藏高原大型湖泊具有较大差异，较国外高寒小型湖泊具有一定的相似性，表明浮游植物的整体分布及优势种变化在高寒山区小型湖泊水体变化较为一致.研究为调查和认识高海拔冰湖浮游植物群落结构和分布特征提供方法探索和基础信息，为高海拔冰湖水生态环境研究和保护提供依据.     

冰湖溃决模式对下游洪水过程的影响

作为西藏地区冰川灾害之一的冰湖溃决洪水,具有范围广、持续时间长、危害大并经常伴随有泥石流等特点。以西藏年楚河流域的典型危险性冰湖——黄湖及其下游区域为研究对象,经过实地调查,获得了相关的水文气象特性和地形、地貌等特征信息。基于数字高程模型(DEM)的地形数据和矩形网格,采用二维溃坝洪水演进数值模型,进行了模型的率定和不同溃决模式下的洪水演进模拟。结果表明:上游近溃口河道,不同溃决模式对洪峰流量、洪水最大水深和洪水最大流速影响较大;中下游河道,不同溃决模式对其影响相对较小。上游近溃口河道,小溃口工况的洪峰流量大于大溃口工况的洪峰流量,逐渐溃决工况的洪峰流量小于瞬时溃决工况的洪峰流量;中下游河道,小溃口逐渐溃坝的洪峰流量最大。一旦洪水发生,最大淹没面积约为88.30km2,溃决洪水到达江孜的时间约为33h,江孜处的洪峰流量约为1 777m3/s,大于江孜地区暴雨洪水万年一遇洪峰流量1 000m3/s。根据预测结果做好预警工作,能一定程度上减小灾害损失。     

他念他翁山中段冰川反照率与固液态降水临界气温研究

基于冰川物质平衡模型研究他念他翁山中段地区冰川对气候变化的响应,对于恢复该地区特定时段的古气候有重要意义.而在冰川物质平衡模拟中,冰川表面反照率与固液态降水临界气温是模型运行的两个重要参数.依据2013年夏季消融期成像的TM/ETM+影像分析觉曲槽谷现代冰川反照率的时空变化特征,尝试构建气温与冰川反照率变化关系.并利用昌都气象监测站记录的气温及降水数据确定研究区固液态降水临界气温值.结果表明:(1)在6—8月,冰川反照率随时间变化明显,特别是在低海拔分布区冰川,反照率平均减少值达到了0.33;(2)构建适用研究区的温度与冰川反照率统计关系,拟合线性方程系数斜率a_1为-0.029,常数项a_0为0.624;(3)昌都地区固液态降水分离的单临界气温值为4.07℃.     

基于RAMMS的冰湖溃决型泥石流演进模拟及危害性

冰湖溃决型泥石流作为目前西藏境内最主要的地质灾害之一，对下游工程的建设与运营造成潜在威胁。本文以西藏洛隆县冻错曲冰湖为例，基于现场调查、遥感解译、特征值计算和数值模拟方法，对冻错曲冰湖泥石流孕灾条件、动力学特征及溃决演进过程进行研究，分析其对下游工程建设的影响。采用无量纲堵塞指数（DBI）方法对冻错曲冰湖堰塞体稳定性进行评价，结果表明该堰塞体位于非稳定区与稳定区之间，存在发生溃决的风险。基于三维动态模拟软件RAMMS的Voellmy-Salm单相流模型，模拟分析了冻错曲冰湖泥石流在2种溃决模式下的演进过程。模拟结果显示：冻错曲冰湖泥石流溃决演进过程可归纳为初始溃决、加速运动、减速运动、沟口停淤4个阶段；2种溃决模式下冰湖溃决影响范围都经过拟建工程位置，潜在威胁区泥石流平均深度分别为4.87 m、8.26 m；在瞬时全部溃决场景下，冰湖溃决泥石流在拟建工程处最大流速为5.74 m/s，最大流量为2 843.38 m3/s。研究成果有助于评价冰湖溃决型泥石流的危害性，并为工程防治设计提供参考。     

深圳市雨岛效应分析

采用长序列、高分辨率的降水、气温和不透水面数据,选取13种极端气候指标,基于Mann-Kendall（M-K）/Sen氏坡度检验、Pettitt检验和Pearson相关分析法,综合分析了1979—2017年深圳市城市化对气温和降水的影响,揭示其雨岛效应．结果表明:深圳市不透水面积由1985年的58.24 km2（占比2.92%）增加到2017年的932.4 km2（占比46.68%）,城市化发展主要集中在西部城区;城市化对气温有较为显著的影响,西部城区的气温指标相对于东部郊区增加显著,且与不透水面呈现正相关关系;深圳市表现出一定程度的雨岛效应,场次降水次数呈现降水时间<9 h增多、>10 h减少的趋势,场次降水强度呈现增强的趋势;西部城区的降水指标相对于东部郊区均呈增加趋势,与不透水面呈现较为显著的正相关关系,且深圳市降水中心有向西部城区转移的趋势．      

1973-2015年年楚河上游流域径流变化趋势及驱动因素分析

青藏高原是对全球气候变化响应敏感且不确定性最大的地区。本文选取青藏高原雅鲁藏布江年楚河上游流域为研究区,基于流域两气象站(江孜和帕里站)1973—2015年逐日气温、降水数据,以及江孜水文站月流量数据,采用Mann Kendall检验、线性趋势法等多种趋势分析方法,分析了气温、降水、径流的年际和年内变化特征,并探讨了影响径流变化的主要因素。结果表明:1)年楚河上游流域气温呈显著上升趋势,增加速率为0.02℃·a~(-1),降水呈不显著下降趋势,减少速率为0.39mm·a~(-1);2)流域径流量年内分配极不均匀,主要集中在5—10月,年均径流量整体呈减少趋势,但在1973—2000年表现为增加趋势,2000年之后呈减少趋势;3)流域内冰川和积雪面积在2006年后呈明显减小趋势,但降水变化仍是流域径流量变化的主要驱动因素。全球变暖引起年楚河上游流域气温升高,降水减少,径流出现先增加后减少的趋势,这将进一步加剧流域水资源短缺,影响流域水资源开发利用、合理配置和区域可持续发展。     

天山一号冰川地区气候要素的变化及其对冰川物质平衡的影响

通过对逐日气温、降水、流量和相对湿度等实测数据进行小波分析,提取了天山乌鲁木齐河源一号冰川地区近10年来的气候变化特征.在此基础上,运用灰熵关联分析方法进一步研究了冰川物质平衡量与不同气候要素的关联关系.结果显示:研究区气候要素在4d,16d,32d和64d尺度上的变化存在阶段性、周期性和弱趋势性三大特征;在较宽的时间尺度上,气温要素的极大值与极小值呈非对称性变化;1996-2004年期间,冰川物质平衡主要受气温类要素的影响;9-5月(物质平衡年)的降水量是冰川物质积累的重要来源.     

中国乡村聚落建筑面积时空变化分析

基于土地覆盖数据集（CLCD）产品和轮廓提取算法,系统开展了1990―2020年中国乡村聚落建筑形态、面积扩展及其时空变化研究。通过深入分析乡村聚落时空变化特征发现：在快速城镇化进程中,中国乡村人口不断减少的同时,乡村聚落呈现持续扩张的态势。2020年中国乡村聚落面积约是1990年的2倍。小面积的乡村聚落拥有更快的扩张速度,在面积到达特定阈值后开始逐渐放缓。乡村聚落扩张速度具有明显的空间差异性,西部地区的扩张速度快于东部地区。乡村聚落的持续扩张和规模扩大,一方面反映了中国城乡平衡发展取得了可喜进展,另一方面也反映了城乡建设用地“双增长”可能对农业及生态用地产生负面影响,对此应当引起高度重视。     

基于遥感与GIS的朋曲流域冰川及冰湖变化研究

由于全球变暖，冰川正逐年退缩，随之引发的冰湖溃决洪水已不容忽视，但静态和孤立地研究冰湖已不能满足人们对冰湖信息的需求．本文基于20世纪70年代的地形图数据和2000年以来的ASTER遥感影像数据，使用GIS手段矢量化朋曲流域20世纪70年代和近期的冰川及冰湖的空间分布，并进行编目．对于获得的空间数据分析结果表明，在过去30年里该区冰川面积减少近9％，冰湖面积则增加了13％，在此基础上比较二者的联系和变化，识别出了24个可能发生溃决的冰湖，这为朋曲流域建立一套冰湖溃决预警系统提供依据；同时，对于研究其他类似地区的冰湖溃决现象也具有指导意义。     

Glacier changes during the last forty years in the Tarim Interior River basin, northwest China

By comparing digitized glacier outlines from the Chinese Glacier Inventory (CGI) during the 1960s–1970s and Landsat Enhance Thematic Mapper (ETM+) images from 1999 to 2001, we investigated changes for about 7665 alpine glaciers among 11665 glaciers in seven sub-basins of the Tarim Interior River basin (TIRB). The results showed that the total glacier area was reduced by 3.3% from the 1960s/ 1970s to 1999/2001 and area losses for 1–5 km2 glaciers accounted for 48.3% of the total glacier area loss in the TIRB. However, the glacier area reductions varied from 0.7% to 7.9% among the seven sub-basins of the TIRB during the study period. The glacier area changing with altitude showed that the maximum contribution of area shrinkage occurred at 4900–5400 m. Data from 25 meteorological stations in the TIRB showed increases in both the annual mean air temperature and annual precipitation during 1960–2000. This indicates that the glacier shrinkage in the TIRB over the last 40 years was largely due to regional climate warming that enhanced glacier ablation and overcame the effects of increased precipitation on the glacier mass balance.     

西藏普兰地区第四纪以来冰锯作用研究

为了验证西藏普兰地区冰川作用对地形演化的影响, 选取纳木那尼峰、喜马拉雅山和冈底斯山3个区域, 利用数字高程模型(DEM)数据和遥感影像, 对现代冰川与末次冰盛期(LGM)古冰川平衡线高度(ELA)、冰川作用区坡度与高程的关系以及冰川分布的高程频谱进行计算和分析。结果显示, 研究区内冰川剥蚀作用显著、坡度降低最明显的地带位于LGM古冰川平衡线附近, 并在一定程度上限制山脉的高度。根据冰川地貌特征参数和前人研究结果, 认为气候是影响冰锯作用的主要因素。冰期时, 研究区内西风急流南移, 风速增强, 降水量增多, 为冰川发育创造良好条件, 冰锯作用也增强。对于构造抬升强烈的山脉(如纳木那尼峰), 虽然冰锯作用得到加强, 但是构造抬升增加的山脉高度不会完全被冰锯作用抵消。     

High-altitude salt lake elevation changes and glacial ablation in Central Tibet, 2000-2010

This research quantifies lake level variations in the Siling Co, Co’e and Bangor Co salt lakes in Central Tibet from 1976 to 2010, and most notably for the 2000-2010 periods. In particular, the effects of different water replenishment modes on the lakes have been analyzed. Here we have provided new evidences for climate warming and accelerated glacial ablation on the Central Tibetan Plateau from 2000 to 2010. Based on fieldwork involving Differential Global Positioning System (DGPS) surveying and Remote Sensing (RS) interpretations of the lake area, we have drawn the following conclusions. (1) From 1976 to 2010, the process of lake level variation in Siling Co can be divided into two stages. From 1976 to 2000, the lake level rose 4.3 m in a steady fashion (from 4530 to 4534.3 m); the rise rate was 0.18 m/a. From 2000 to 2010, the lake level rapidly rose 8.2 m (from 4534.3 to 4542.5 m), with a dramatically higher rise rate of 0.82 m/a. Compared with the rapidly increasing lake level of Siling Co from 2000 to 2010, the fluctuations observed at Co’e and Bangor Co were smooth and inconspicuous. (2) From 1976 to 2009, the lake area of Siling Co experienced a steady-rapid-steady expansion pattern. The lake area of Siling Co increased 656.64 km2 in the 34 years to 2010, a proportional growth of 39.4%. This was particularly significant in the 2000-2010 period, when the lake area of Siling Co increased by 549.77 km2, a proportional growth of 30.6%. (3) According to correlation analysis, the rise in regional temperatures, which has led to the ablation of glaciers, is the main reason for the rapid rise in Siling Co lake levels in the 10 years to 2010. During this period, Siling Co rose approximately 8 m as the direct result of glacial melting. An increase in precipitation in the Siling Co catchment area is the secondary factor. This contrasts with Bangor Co, where the dominant factor in lake level change is the long-term increase in precipitation; here, the increasing temperature is the secondary factor.     

新疆冰湖溃决灾害风险评价与预警研究

受全球气候变暖及人类活动的影响,冰湖溃决灾害已成为当前新疆地区经济可持续发展中的突出问题之一。利用1977(MSS)～2015年Landsat影像、2015年的Google Earth高精度影像和DEM等数据解译获取新疆冰湖的时空分布信息,并选取导致冰湖溃决的主要影响因子,运用MATLAB和SPSS等软件,利用西北地区已有冰湖数据作为训练样本拟合评价方程,建立了新疆冰湖溃决风险评价模型和基于BP神经网络算法的预警模型。结果表明:(1)1977年以来新疆三大山系中冰湖的数量和面积不断增加,冰湖数量上增加了62.0%,冰湖面积增长率为0.98 km~2·a~(-1),但增长率呈现逐年减小的趋势;(2)对分布在新疆范围内的17个典型冰湖溃决风险评价的结果显示:有5个冰湖为高危风险、5个冰湖为中等风险、7个冰湖为低等风险,新疆大约29%的冰湖需要进行实时监测。     

帕隆藏布流域（波密-然乌段）冰川动态变化遥感分析

帕隆藏布流域位于中国海洋性冰川最为发育的藏东南地区,近年来随着全球温室效应加剧,帕隆藏布流域冰川变化极为显著。采用多期遥感影像,对1994～2015年间帕隆藏布流域波密至然乌段的冰川变化趋势、原因及其影响进行研究。结果表明:(1)20余年间冰川总面积减少了451. 72 km2,各冰川每年大约退缩2. 48%～2. 95%,气温升高以及降雨量减少是导致冰川面积持续退缩的主要原因。(2)由于帕隆藏布江南岸山坡所接收的太阳辐射热量更少,但降水却更加充沛,使得帕隆藏布江南岸冰川分布面积及覆盖率远大于北岸,而冰川退缩速率远小于北岸。(3)冰川的不断退缩使得沟道上游大量冻融松散物源在冰雪融水的外动力条件下,进入沟道形成松散堆积物源,导致流域内大规模发育冰川泥石流。由于帕隆藏布江南岸冰川规模更大,导致帕隆藏布江南岸冰川泥石流更为发育。(4)冰川变化动态监测对冰川泥石流机理分析以及预警研究工作有着重要的参考指导价值。     

Glacial fluctuations and its impacts on lakes in the southern Tibetan Plateau

ost of the glacial mass on the Tibetan Plateau and the surrounding regions is in the mid- and low-latitudes. Ac-cording to China’s latest glacier inventory, there are about 36793 existing glaciers with a total area of roughly 49873.44 km² on the Tibetan Plateau, accounting for about 79.5% of the total glaciers and 84% of the total glacial area in China. Glaciers on the Tibetan Plateau can be categorized into three types: marine-type glaciers (or temperate glaciers); sub-continental glaciers (or sub-polar glaciers); and continental glaciers (i.e. polar glaciers).......     

青藏高原湖泊湖面变迁及影响因素

 湖泊对气候波动有敏感记录。以地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术为基础,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中,提取青藏高原所有湖泊边界信息,建立青藏高原湖泊空间数据库,并收集了青藏高原47个气象台站的年平均气温和年降雨量资料（1961-2010）,研究青藏高原湖泊湖面变迁及其影响因素。结果表明,1973-2010年,青藏高原湖泊个数和总面积呈显著增加的趋势;青藏高原湖泊湖面变迁主要受气温升高、降雨量增加和蒸发量减少的影响;此外,影响青藏高原湖泊湖面动态变化的因素还有冰川分布、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等。     

Response of Zhadang Glacier runoff in Nam Co Basin,Tibet, to changes in air temperature and precipitation form

This paper describes 2007/2008 inter-annual changes in runoff from the Zhadang Glacier located on the northern slope of Nyainqêntanglha Range, Tibet, and analyzes their causes. Precipitation increased by 17.9% in summer months of 2008 compared with the same period in 2007, drainage basin runoff decreased by 33.3%, and glacial meltwater decreased by 53.8%. Change in positive accumulated air temperature explained approximately half of the inter-annual difference in glacial meltwater using a de-gree-day model. This suggests that the glacier is extremely sensitive to changes in air temperature. Energy balance analysis showed that change in glacier surface albedo, considered to be caused by difference in precipitation form, resulted in the large inter-annual difference in glacial meltwater. It was shown statistically that precipitation form in the summer months of 2007 was mainly rainfall which comprised 71.5% of total precipitation, while during the same period in 2008 rainfall accounted for 30.7%, with the majority of precipitation falling as snow. Precipitation form should be considered an independent factor when analyzing glacier sensitivity to climate change or forecasting the runoff from certain glaciers.     

阿尼玛卿山多次冰川滑塌链式灾害过程梳理与展望

冰川滑塌是近年来涌现的一种新形式冰川灾害．21世纪以来，青藏高原地区发生10多起冰川滑塌事件，其中高原东北部阿尼玛卿山晓玛沟冰川分别在2004、2007、2016和2019年连续发生4次．利用多序列遥感影像和现有资料的整合统计对近35年来晓玛沟冰川形态、流速特征等进行分析，厘清了4次冰川滑塌事件发生的诱因以及潜在的隐患点．结果表明，4次冰川滑塌发生前期的冰川跃动或末端前进、冰川后缘冰-岩崩、异常高温降水、易于滑动产生的基岩性质等与冰川滑塌事件的发生密切相关．观察到冰川后缘陡坡区在2000—2011年间发生4次规模较大的冰-岩崩，为多次冰川滑塌的发生提供了物质和动力基础．未来几年内再次发生冰川滑塌的可能性极大．2019年冰川滑塌发生后，晓玛沟冰川再次向前滑动；近年来，冰川后缘新发育的不稳定斜坡冰裂隙发育明显增多；斜坡冰流速的变化与下部冰川稳定性之间存在内在联系，在冰川滑塌发生的相关年份斜坡冰流速明显较快．根据对阿尼玛卿山4次冰川滑塌诱因的分析以及新隐患点的判定，提出结合遥感影像和临近气象站点资料的便易手段，加强对晓玛沟内冰川形态和运动特征等的监测，以及时关注和预测未来灾害的发生．