近40年来托木尔峰南坡三条监测冰川对气候变暖的响应

托木尔峰地区是中国现代冰川最大的作用中心之一。近四十年来,冰川消融加剧,退缩趋势明显,冰川融水径流增加。对托木尔峰南坡三条不同规模冰川的研究表明,面积减小厚度减薄是该区域冰川变化的主要趋势。受表碛覆盖影响,厚度减薄趋势显著,但末端退缩幅度差异很大。基于遥感监测资料以及实地考察数据,三条冰川自1964年以来面积分别减小了21.4%,15.8%和0.3%,末端平均退缩速率分别为41m·a~(-1)、30m·a~(-1)、1.5m·a~(-1)。大冰川大幅退缩对该区域水资源的短期和长期影响作用不容忽视。地形及表碛是影响冰川差异化消融的重要因子,温度升高是造成冰川退缩的重要驱动因素。     

近40年东帕米尔高原冰川变化及其对气候的响应

以1972年、2000年和2011年Landsat Mss/TM/ETM+遥感影像处理和目视解译结果为依据,分析了东帕米尔高原1972～2011年冰川变化情况。结果表明:1972～2011年研究区冰川面积、储量减少了103.97km2和8.04km3,分别占1972年冰川总面积、储量的5.79%和6.69%。但冰川退缩具有不等速性,1972～2000年面积、储量年退缩百分比分别为0.182%和0.212%,而2000～2011年仅为0.045%和0.048%。对流域内两个气象站气候资料的分析表明:1972～2000年冰川快速退缩与1970～1980年气温偏高而降水偏少有关,2000～2011年冰川退缩趋缓与80年代以后相对低温和湿润气候相关。     

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。     

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。     

天山奎屯哈希勒根51号冰川变化及其对气候的响应

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。继1998年对冰川末端和运动速度的首次观测之后,相继开展了多次重复测量,完成了冰川面积测量和首次雷达厚度测量。结合冰川实测资料和已有相关研究,对自20世纪60年代以来的变化特征进行了详细分析,结果表明：1964-2006年哈希勒根51号冰川面积共减小了0.123 km2,年平均退缩率约为0.19%,相比低于天山地区的整体水平（0.31%）。冰川末端累计退缩84.51 m,年平均退缩率为2.01 m。对于冰川运动速度,1999-2006年整体偏低,各流速点的年际变化较小,且略微有下降的趋势;7 a间物质平衡年际变化较小,整体表现出沿海拔高度增加而增加的趋势。1964-2010年冰川厚度减薄了约10 m,年均变化率约为0.22 m。与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,整体消融趋势稍弱。     

近40年来民勤绿洲空间变化研究

绿洲是一种独特的地理景观 ,如何合理、协调、持续地利用和开发绿洲是当今干旱、半干旱地区一项具有重大理论与现实意义的研究课题。以遥感及GIS为工具 ,借助地学信息图谱技术 ,以不同时相、不同尺度的数据源为基础 ,编制出 1 960～ 2 0 0 1年民勤绿洲分布图 6幅 ,在GIS中通过空间分析获得民勤绿洲空间变化图 5幅。研究发现民勤绿洲的空间变化可分为三个阶段 :1 960～ 1 973年绿洲扩展 ;1 973～ 1 994年绿洲稳定 ;1 994～ 2 0 0 1年绿洲迁移和不稳定时期。民勤绿洲演变是上游来水量的逐年减少、地下水的超量开采、人口的增加以及政策因素综合作用的结果。     

北阿尔泰山近30年冰川变化研究

利用1980年的MSS影像,2000、2010年的Landsat TM影像为数据源,运用监督分类法、比值法,结合目视解译提取了北阿尔泰山30年来的冰川变化信息。结果表明:北阿尔泰山1980-2010年冰川面积减少了12.3%,年平均退缩速率为0.43%.a-1;冰储量减少了13.9%,年平均减少速率为0.46%.a-1,并且发现2000-2010年是冰川快速退缩期,在整个北阿尔泰山范围内又以卡通斯基山和北楚伊斯基山退缩较快。利用NECP/NCAR资料,分析了30年来温度、降水的变化与冰川退缩的关系,发现研究区的冰川的退缩主要受控于夏季温度变化,受降水影响较小。     

近50年来天山博格达峰地区冰川变化分析

选取了博格达峰地区的112条冰川,对近50年来该区的冰川变化情况进行详细分析。结合1:5万地形图、Landsat ETM+影像及数字高程模型数据,通过雪盖指数提取的方法,参照专家指导意见进行冰川边界的再次修订,得到1962~2011年该区的冰川变化数据,并分析了过去近50年来冰川变化特征及其对气候变化的响应过程。结果表明:1962~2011年,研究的112条冰川总面积从109.94km2减少到85.88km2,减少了24.06km2,退缩率为21.88%;冰川平均面积从0.98km2减小为0.78km2。结合蔡家湖、乌鲁木齐、达坂城、奇台气象站气象资料分析,天山博格达峰地区冰川萎缩与该地区气温快速上升关系密切,气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了降水增加对冰川的补给。     

青藏高原南部佩枯错流域冰川-湖泊变化及其对气候的响应

冰川和湖泊变化反映了区域的水热平衡变化,是气候变化的天然指示器。佩枯错流域位于喜马拉雅山北麓,流域内冰川-湖泊变化是对气候变化的响应。文中利用Landsat系列影像及测高数据ICESat/GLAS和CryoSat-2,获取佩枯错流域内1991,2000,2009和2014年4期冰川和湖泊面积以及湖面高程变化;通过建立湖泊面积和高程的关系式,获得湖泊的水量变化,结合气象要素,分析冰川-湖泊变化对气候的响应。结果表明:1991年以来,佩枯错流域内冰川、湖泊呈退缩趋势,且退缩速率加快,在2013年降水量突增导致湖泊水位有所上涨。可知,气温升高导致冰川加速消融,降水量与蒸发量的差额变化量影响湖泊变化。流域内冰川、湖泊变化对气候变化响应显著。     

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。     

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。     

1976-2010年祁连山中段岗格尔肖合力雪山冰川退缩和气候变化的关系研究

运用最大似然监督分类法和比值阈值法（TM3/TM5）结合目视解译方法,从1976、1990、2001和2010的MSS、TM、ETM影像中提取了岗格尔肖合力雪山四个时段的冰川边界,并结合距其较近的托勒、野牛沟、祁连、德令哈和刚察5个气象站点1960-2010年年总降水量数据和年平均气温数据进行了分析,得到如下结论：1）...     

近51a来乌鲁木齐河源区径流特征及对气候变化的响应

基于天山乌鲁木齐河源区1959-2009年的径流与气象记录,采用线性回归、M-K突变检验法和水量平衡模型分析了河源区气候、冰川及融水量的变化特征。研究发现:河源区冰川径流量与冰川物质平衡成负相关关系,过去51a间河源1号冰川融水径流共增加157.48×104m3,冰川融水径流量增加主要是由冰川退缩和降水量增加造成的。自20世纪90年代以后,冰川融水径流量增加显著,但整个河源区径流量却在减少,与气温升高导致蒸散能力增强、地下冰结构变化及冰川融水补给能力下降等有关。     

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.     

Climate change in the Tianshan and northern Kunlun Mountains based on GCM simulation ensemble with Bayesian model averaging

Climate change in mountainous regions has significant impacts on hydrological and ecological systems. This research studied the future temperature, precipitation and snowfall in the 21~(st) century for the Tianshan and northern Kunlun Mountains(TKM) based on the general circulation model(GCM) simulation ensemble from the coupled model intercomparison project phase 5(CMIP5) under the representative concentration pathway(RCP) lower emission scenario RCP4.5 and higher emission scenario RCP8.5 using the Bayesian model averaging(BMA) technique. Results show that(1) BMA significantly outperformed the simple ensemble analysis and BMA mean matches all the three observed climate variables;(2) at the end of the 21~(st) century(2070–2099) under RCP8.5, compared to the control period(1976–2005), annual mean temperature and mean annual precipitation will rise considerably by 4.8°C and 5.2%, respectively, while mean annual snowfall will dramatically decrease by 26.5%;(3) precipitation will increase in the northern Tianshan region while decrease in the Amu Darya Basin. Snowfall will significantly decrease in the western TKM. Mean annual snowfall fraction will also decrease from 0.56 of 1976–2005 to 0.42 of 2070–2099 under RCP8.5; and(4) snowfall shows a high sensitivity to temperature in autumn and spring while a low sensitivity in winter, with the highest sensitivity values occurring at the edge areas of TKM. The projections mean that flood risk will increase and solid water storage will decrease.     

1957-2009年祁连山老虎沟流域冰川变化遥感研究

利用1:50000地形图,4期Landsat TM遥感影像及2009年RTK冰川边界测量结果,获得了1957-2009年间老虎沟冰川流域的面积变化特征,结合气候变化背景资料,探讨了冰川面积变化对气候变化的响应。结果表明:目视解译是老虎沟流域冰川变化遥感研究的最优方法;1957-2009年间老虎沟冰川面积共减少了11.59%,以1994-1999年间的缩减最为显著,1999-2009年间的变化次之,1957-1994年变化最小。冰川缩减率与气温增加值成正比,与冰川规模成反比。该结果为进一步丰富冰川变化及水资源研究奠定了基础,具有重要的科研价值和社会意义。