近年来祁连山中段冰川变化

基于遥感和实测的方法,对近50 a来祁连山中段,包括黑河流域和北大河流域的冰川变化特征进行了分析。研究表明：1956-2003年,祁连山中段所研究的910条冰川面积共缩小了21.7%。其中,黑河流域冰川面积缩小了29.6%,北大河流域冰川面积缩小了18.7%。小冰川面积变化较大冰川要大,其对气候变化的敏感性较强。由于祁连山中段东西跨度较大,气候和地形等因素的不同,直接造成了冰川变化的区域差异。近期野外考察发现,位于黑河上游的葫芦沟流域,1956-2010年冰川面积缩小了30.1%,近7 a冰川面积缩小的比率达到前期的近5倍,且其中的十一冰川由于消融严重,已经完全分离成2条独立的冰川。雪冰融水径流是该流域中重要的水源,在稳定河川径流、调节其年际变化和年内分配方面发挥着重要作用。     

苏干湖流域冰川、湿地对气候变化的响应研究

苏干湖(包括大、小苏干湖)是祁连山西段山间内陆河流域尾闾湖泊，所在流域仅有少量牧业活动。研究湿地和冰川对气候变化的响应，可为未来水资源保护和利用决策提供支撑。以苏干湖流域气象数据、遥感影像、冰川编目数据、水文监测数据等为基础，识别流域气候变化拐点，分析冰川变化规律、河湖湿地的演变以及冰川和湿地对气候变化的响应。结果表明：1)1956年以来，苏干湖流域年均温呈上升趋势，年降水量先减少后增加，流域气候经历了冷湿-暖干-暖湿等一系列变化。2)冰川的数量、面积和储量都在持续减少，冰川消融加剧。其中≤0.1km²的小冰川数量和面积呈增加趋势，冰川规模越小则越易发生消融。3)1995-2020年地表河流总流程由302.16km延长到325.29km,增长了23.14km;主干河流大哈尔腾河的径流量、径流深都在增加。4)湖泊的面积和水位同步变化，其中大苏干湖面积和水位都有所上升，小苏干湖面积和水位则基本不变。     

30 a来长江源区冰川变化遥感监测

根据地形图、航空相片和Landsat ETM+数字影像,采用比值阈值法对青藏高原东北部长江源区1969/1971-1999/2002年间的冰川变化进行了研究;同时,选取覆盖同一区域（格拉丹东峰北坡）的Landsat MSS (1973年)、Landsat TM (1992年)以及2景2005/2006年获取的1B级ASTER数字遥感影像,进一步分析源区冰川的连续变化规律。结果表明：① 研究区的冰川平均退缩了108.3 m,冰川面积减少了5.3%,其中,色的日峰地区的面积变化率最大,冰川面积减少12.9%;唐古拉山北坡冰川相对处于稳定状态,面积仅减少了4.3%。② 格拉丹东峰北坡冰川面积变化速率不均匀,1969-1973年冰川面积变化最快,平均变化量为-1.16 km²·a^-1,1973年后冰川变化有所减缓,1973-1992年和1992-2002年平均变化量均为-0.59 km²·a^-1,而2002年后冰川面积变化又有所加快,平均变化量为-0.95 km²·a^-1。③ 沱沱河、五道梁和治多3个气象站的气温和降水变化显示,暖季气温升高是导致研究区冰川退缩的主要因素,此外,气温升高的快慢可能是引起上述3个区域冰川变化差异的重要原因之一。     

近20年长江源头各拉丹东冰川变化及其对气候变化的响应

基于1992、2002、2008年三个时相TM数字遥感影像和1:10万地形图数据,通过目视解译方法提取冰川面积,研究了青藏高原腹地长江源头各拉丹东地区冰川变化问题。结果表明:各拉丹东地区总冰川面积自1992年以来呈持续下降趋势,面积由1992年的931.59km2减少至2002年的927.66km2,至2008年时缩减至915.13km2。1992~2008年冰川面积共减少了16.46km2,年平均递减约1.03km2,总面积减少约1.77%。2002-2008年总面积下降约1.35%,约为1969-2000年的31a间冰川消融面积的80%,表明近二十年青藏高原腹地冰川退缩速率明显加快。进一步分析发现,面积较小的冰川其消融或退缩速度更快,面积较大的则相对较为缓慢。在总体退缩趋势下,2号冰川末端部分地区2002年出现了增长趋势,其变化趋势表现为:退缩-短暂前进-退缩。对影响冰川变化气候因子分析表明,近几十年青藏高原地区升温所引起的气候变暖是影响20世纪90年代中期以来该地区冰川加速消融的根本原因,气候显著变暖冰川明显退缩。     

近50年来新疆天山南北坡典型流域冰川与冰川水资源的变化

冰川是大自然修筑的"固体水库",在水资源的构成中占有重要地位。新疆地处内陆干旱区,是我国现代冰川面积分布最广的地区之一。冰川和冰川融水为新疆灌溉农业发展提供了可靠的水资源保障。本文根据中国冰川编目及近年来其它冰川研究成果和监测资料,对1960年以来新疆,主要是天山山区的冰川与冰川径流的变化进行了分析。分析表明,受全球气候变暖的影响,上世纪60年代以来至本世纪初,天山冰川的变化整体上以退缩为主,1963-2000年冰川面积平均减少12.5%。但受地理位置和地势条件的影响,不同流域的冰川变化存在着较大的区域性差异。随着冰川的强烈退缩和冰川融水的增加,使得近十余年来新疆天山地区大部分冰川补给河流径流量呈增加的趋势。     

1973-2010年布喀塔格峰冰川波动对气候变化的响应

通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取1973-2010年位于昆仑山中段的布喀塔格峰冰川界限,用GIS分析近37a冰川面积变化,并系统地研究其对气候变化的响应情况。结果表明:1973-2010年布喀塔格峰冰帽表现先扩大(1973-1976年)后退缩(1976-2010年)趋势,总面积缩小了5.42%,每年退缩0.14%。分析1960-2010年研究区的气候变化特征,发现布喀塔格峰冰帽退缩的关键因素是气候变暖,年降水量的增加不能够抵消由夏季温度剧烈上升导致的冰川消融率,并且地形条件、地理位置以及冰川规模都是影响冰川波动的重要因素。     

近50年祁连山西段夏季气候变化对冰川发育的影响

利用祁连山西段3个地面气象站历年夏季降水、气温及探空资料,建立祁连山西段山区的降水、气温序列。分析近50年来,祁连山西段山区夏季气候变化及其对冰川发育的影响。结果表明:祁连山西段山区夏季气温1957-1969年呈下降趋势,1970-1982年是最低时段,1983-1999年为持续迅速上升时段;夏季降水20世纪60年代较少,70-80年代较多,90年代又处于下降趋势,但较60年代多,2000年以后有上升趋势;冰川变化分3个阶段:1957-1967年为强消融期,1968-1985年为积累期,从1986年开始又进入消融期,尤其是1994-2003年消融不断加强。夏季雪线1957年至60年代较高,70-80年代雪线最低,90年代雪线升高,进入21世纪气温、雪线没有降低。     

近40年来念青唐古拉山东段则普乡地区冰川与气候变化研究

基于1970年冰川编目数据、1999年和2011年ETM+数据,利用决策树分类和目视解译方法提取了念青唐古拉山东段则普乡地区则普冰川、则普北冰川和央别贡冰川边界,并结合丁青和波密站的气温、降水量资料分析研究区冰川变化原因.结果表明:1970-2011年冰川总体呈退缩状态,冰川面积共减少81.51km2,各冰川在1970-1999年退缩速率均大于1999-2011年,冰川退缩具有减缓趋势;温度升高是近40a来冰川退缩的主导因素,而1990-2001年降水增加是冰川减缓退缩的主要原因.冰川相对变化率随冰川规模增大而减小,即小规模冰川对气候变化响应更为敏感.依据气象资料,对研究区未来十几年冰川变化情况作初步预测,认为研究区冰川将呈加速退缩趋势.     

青藏高原东北部老虎沟流域强消融期冰川径流及其温度日变化特征研究

根据老虎沟冰川流域2011年强消融期(强消融期指7-8月份)的水文气象资料,分析了老虎沟冰川流域径流及径流温度的日变化过程和径流、径流温度与气温、降水之间的关系.结果表明:老虎沟冰川流域7月气温在早晨8:00左右最低,17:00达到最高;7月冰川径流在10:00左右最小,在18:00左右达到最大值.7月流量最高值约滞后气温最高值1h左右,流量最低值约滞后气温最低值2h左右;降水对径流既有正反馈也有负反馈,降水发生时,流量有可能增加也有可能减少.冰川径流温度主要分三个阶段,第一个阶段是前一天晚上20:00左右到8:00左右,这段时间的冰川径流温度变化很小,且温度始终处于低值;从8:00到12:00径流温度持续升高,12:00左右径流温度达到日最高值;12:00到20:00左右径流温度逐渐缓慢降低.径流温度和气温之间有较一致的起伏关系,但是冰川径流某一时刻的平均温度起伏很小且温度低,最低温度为0.1℃、最高温度为0.9℃.     

那拉提山冰川变化与气候变化的关系研究

通过1992、2004、2010年的Landsat TM/ETM+遥感影像解译得到了那拉提山三期冰川边界,采用GIS技术研究了冰川的面积和体积变化,并通过昭苏,巴音布鲁克,伊宁三个气象站点1960-2010年的气温和降水资料分析了该区域的气候变化。结果表明:1992-2010年间那拉提山冰川面积减少了27.7%,体积减少了0.27%,且冰川退缩呈现出加速趋势。近40年来,该区域的夏季气温升高,冰川退缩主要受到夏季气温的控制,虽然冬季降水也出现增加,但降水的增加已不能弥补气温升高导致的冰川消融。冰川的加速退缩与该区域夏季气温的显著升高有关。与中国西部其它区域冰川变化的比较发现,那拉提山冰川退缩较快,其原因为该区域海拔较低,冰川规模较小。     

Glacier variations and their response to climate change in an arid inland river basin of Northwest China

Glaciers are a critical freshwater resource of river recharge in arid areas around the world. In recent decades, glaciers have shown evidence of retreat due to climate change, and the accelerated ablation of glaciers and associated impacts on water resources have received widespread attention. Glacier variations result from climate change, so they can serve as an indicator of climate change. Considering the climatic differences in different elevation ranges, it is worthwhile to explore whether different responses exist between glacier area and air temperature in each elevation zone. In this study, we selected a typical arid inland river basin(Sugan Lake Basin) in the western Qilian Mountains of Northwest China to analyze the glacier variations and their response to climate change. The glacier area data from 1989 to 2016 were delineated using Landsat Thematic Mapper(TM), Enhanced TM+(ETM+) and Operational Land Imager(OLI) images. We compared the relationships between glacier area and air temperature at seven meteorological stations in the glacier-covered areas and in the Sugan Lake Basin, and further analyzed the relationship between glacier area and mean air temperature of the glacier surfaces in July–August in the elevation range of 4700–5500 m a.s.l. by the linear regression method and correlation analysis. In addition, based on the linear regression relationship established between glacier area and air temperature in each elevation zone, we predicted glacier areas under future climate scenarios during the periods of 2046–2065 and 2081–2100. The results indicate that the glaciers experienced a remarkable shrinkage from 1989 to 2016 with a shrinkage rate of –1.61 km2/a(–0.5%/a), and the rising temperature is the decisive factor dominating glacial retreat; there is a significant negative linear correlation between glacier area and mean air temperature of the glacier surfaces in July–August in each elevation zone from 1989 to 2016. The variations in glaciers are far less sensitive to changes in precipitation than to changes in air temperature. Due to the influence of climate and topographic conditions, the distribution of glacier area and the rate of glacier ablation first increased and then decreased in different elevation zones. The trend in glacier shrinkage will continue because air temperature will continue to increase in the future, and the result of glacier retreat in each elevation zone will be slightly slower than that in the entire study area. Quantitative glacier research can more accurately reflect the response of glacier variations to climate change, and the regression relationship can be used to predict the areas of glaciers under future climate scenarios. These conclusions can offer effective references for assessing glacier variations and their response to climate change in arid inland river basins in Northwest China as well as other similar regions in the world.     

近20 a中国天山东段典型冰川变化及其气候响应

冰川作为重要的淡水资源的存储体,也是气候变化的敏感"指示器"。在干旱半干旱区,冰川变化对人们的生产、生活和生态产生重要的影响。本文基于1990—2015年Landsat TM及ETM+遥感影像数据,利用雪盖指数法(NDSI)和阈值法,分析博格达峰及喀尔力克山的冰川面积变化,结合长时间序列的气温、降水数据分析天山东段典型冰川的气候响应。结果表明:(1)博格达峰与喀尔力克山的冰川均呈现退缩趋势,与气温和降水的变化趋势一致。(2)博格达峰和喀尔力克山冰川面积变化在东南坡向有波动增加趋势,其他坡向则未出现该现象。(3)从两个冰川不同坡向的面积和面积重心分布变化分析,博格达峰冰川面积在东坡方向退缩速率最大,而喀尔力克山的冰川在东北坡方向退缩速率最大。(4)根据栅格气象资料分析,近四五十年博格达地区冰川面积退缩速率大于喀尔力克山地区,并且博格达峰降水量的增加对冰川的退缩起到的作用不大,喀尔力克山的降水量对冰川面积的退缩起到了一定的抑制作用。(5)通过对博格达峰地区和喀尔力克山地区不同坡向的冰川面积与年均气温、年均降水量进行Person相关性分析,博格达峰地区、喀尔力克山地区各个坡向的冰川面积变化与降水相关系数均很小。但博格达峰地区北、东北、东南坡向的冰川面积与区域气温变化相关系数较高,喀尔力克山地区东南、东北坡向的冰川面积与区域气温的相关系数高且显著性明显。分析其原因,在年内尺度上,博格达峰地区、喀尔力克山地区是湿季气温升高所致,干湿两季降水量的增多,并没有使得冰川整体的退缩有所减缓。     

祁连山北大河流域冰川变化遥感监测

基于1956年地形图和2003年ASTER影像数据,在RS和GIS技术支持下,确定了1956年和2003年的冰川边界,对祁连山北大河流域冰川近47 a来的变化进行了研究。结果表明：该流域372条冰川面积在47 a间共减小了33.56 km²,平均每条减小0.09 km²,变化率-15.42%,冰川末端累计退缩51 015 m。分析显示,小冰川比大冰川消融的更快。对研究区附近气象站近年来的年平均气温、夏季平均气温和年降水量进行分析,认为气温升高是北大河流域冰川快速萎缩的主要原因。与中国西部其他冰川进行对比研究发现,北大河流域冰川消融速率比新疆要快,但较黑河流域及其他子流域要慢,初步推测是由冰川所在区域的气候及冰川自身因素共同作用的结果。     

近40a来南阿尔泰山区现代冰川变化及其对气候变化的响应

以1972,1989,2000,2011四个不同时段的遥感影像资料为基础,通过计算机自动提取结合人工解译获得研究区各时段冰川信息。参考世界冰川编目(WGI)分别对分布在中国、俄罗斯和哈萨克斯坦境内的冰川进行编目及属性更新,完成南阿尔泰山蒙古境内冰川编目。对不同时段冰川信息进行对比,并结合气温、降水等气候资料对其变化特征进行分析。结果表明:(1)1972-2011a,南阿尔泰山区冰川总面积从633.91km2减少至329.03km2,退缩面积304.88km2,占1972a冰川总面积的48.1%;(2)不同面积等级冰川数量与面积变化呈反相关关系,小冰川对气候的响应更为敏感;(3)研究区各坡向冰川均在退缩,其中南向、东北向、东向、北向退缩较快,西向、西南向、东南向、西北向相对缓慢;(4)1972-2008a研究区增温显著,降水以1987a为界先增后波动中稳定,二者的水热组合是区内冰川退缩的主要原因。     

1960-2009年中国天山现代冰川末端变化特征

基于冰川定位观测、野外考察、航空摄影、遥感影像和地形图分析方法,研究了1960-2009年中国天山8条冰川末端变化特征。结果表明：1960-2009年,在天山地区气温与降水呈上升趋势的背景下,8条冰川均处于退缩状态,退缩速率由西向东逐渐减缓,其变化幅度因气候环境、地理位置、冰川规模和冰川形态等的不同而存在明显的区域性与阶段性差异。其中,乌鲁木齐河源1号冰川1962-1973年冰川末端退缩速率为5.96 m•a^-1,1973-1980年为3.28 m•a^-1,1980-1993年为3.93 m•a^-1,在1993年完全分离成东、西两支独立的冰川;博格达峰四工河4号冰川末端1962-1981年退缩速率为6 m•a^-1,1981-2006年为8.9 m•a^-1,2006-2009年为13.3 m•a^-1。表碛覆盖的青冰滩72号冰川和74号冰川末端1964-2009年退缩速率分别为41 m•a^-1和30 m•a^-1,远较无表碛覆盖的庙儿沟平顶冰川退缩迅速（1972-2007年冰川末端退缩速率为2.32 m•a^-1）。表面特征（表碛）亦是造成冰川变化差异的一个主要原因。     

Climate change and its impacts on mountain glaciers during 1960-2017 in western China

Mountain glaciers are highly sensitive to climate change. In this paper, we systematically analyzed and discussed the responses of glaciers to climate change during 1960-2017 in western China by the methods of least squares and correlation analysis. Results show that the maximum temperature, minimum temperature, average temperature, and precipitation significantly increased in western China at the rates of 0.32°C/10a, 0.48°C/10a, 0.39°C/10a, and 11.20 mm/10a, respectively. However, the wind speed, hours of sunshine, snowfall, and snowy days displayed decreasing trends at the rates of -0.53 m/(s?10a), 3.72 h/10a, -2.90 mm/10a, and -0.10 d/10a, respectively. The annual percentage of glacier area decreased by approximately 0.42%, and the average glacier area decreased by 2.76 km²/a. Meanwhile, glacial shrinkages were greater in the Altay Mountains, Tanggula Mountains, and Qilian Mountains than in the other mountainous regions. Glacier accumulation decreased while melt volume increased at a rate of 2.7×10⁴ m³/a. The area of melt volume was 1.3 times that of the glacier accumulation area. The glacier mass balance (GMB) decreased substantially at a rate of -14.0 mm/a, whereas the equilibrium line altitude (ELA) showed an increasing trend at a rate of 0.5 mm/a. After 1997, the mass was smaller than -500.0 mm, indicating a huge loss in glaciers. Furthermore, relationships between ELA and GMB and various climatic factors were established. Temperature and precipitation demonstrated a significantly negative correlation, whereas wind speed and snowy days had significantly positive correlations with GMB. Snowy days also exhibited a remarkably negative correlation with ELA. The strong warming trend and less snowy days were thought to be the main factors leading to glacial melting, whereas the increase in precipitation, and reductions of sunshine hours and wind speed might slow glacial melting.     

基于面向对象分类的马兰冰帽变化与气候响应

以Landsat遥感影像和数字高程数据为基础数据,利用面向对象分类方法提取了马兰冰帽1990、2000、2015年3期冰川边界,并分析了冰帽变化情况。结果表明:马兰冰帽在近25 a来一直处于退缩状态。由1990年的195.87 km~2减少到2015年的188.60 km~2,退缩了7.27 km~2,占1990年冰帽面积的3.71%,退缩速率为0.15%·a~(-1);不同时段内冰帽变化速率具有差异性,1990—2000、2000—2015年2个时段内冰帽退缩速率分别为0.16%·a~(-1)、0.14%·a~(-1),冰帽退缩速率处于减慢状态;不同朝向的冰川发育特点和变化差异显著,南坡冰川退缩速率较北坡慢。25 a来,研究区域内夏季平均气温升高了2.21℃,升温显著,增温率为0.67℃·(10a)~(-1),年降水量增加了53.52 mm,线性增加率为16.22 mm·(10a)~(-1),增加速度缓慢。由此推断,夏季气温显著升高是引起马兰冰帽持续退缩的主要原因。同时,研究发现地形条件对冰川规模变化也产生重要影响。     

Spatial variability of glacial changes and their effects on water resources in the Chinese Tianshan Mountains during the last five decades

Changes in glaciers in the Chinese Tianshan Mountains have been analyzed previously. However, most previous studies focused on individual glaciers and/or decentralized glacial basins. Moreover, a majority of these studies were published only in Chinese, which limited their usefulness at the international level. With this in mind, the authors reviewed the previous studies to create an overview of glacial changes in the Chinese Tianshan Mountains over the last five decades and discussed the effects of glacial changes on water resources. In response to climate change, glaciers in the Tianshan Mountains are shrinking rapidly and are ca. 20% smaller on average in the past five decades. Overall, the area reduction of glacial basins in the central part of the Chinese Tianshan Mountains is larger than that in the eastern and western parts. The spatial differentiation in glacial changes are caused by both differences in regional climate and in glacial factors. The effects of glacial changes on water resources vary in different river basins due to the differences in glacier distribution, characteristics of glacial change and proportion of the glacier meltwater in river runoff.     

1980-2007年喜马拉雅东段洛扎地区冰川和冰湖变化研究

利用1980年地形图、1988/1990年Landsat TM、2000年Landsat ETM＋、2007年ALOS AVNIR-2遥感资料和近41年（1967-2007年）的气温、降水量资料对喜马拉雅东段洛扎地区的冰川、冰湖变化特征及变化原因进行了研究。结果表明：1）1980-2007年,本区冰川面积从491.64...