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。     

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。     

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。     

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。     

念青唐古拉山西段近40年冰川与气候变化研究

采用1976、1991、2000和2011年Landsat MSS/TM/ETM+影像,以计算机辅助分类和目视解译方法提取的念青唐古拉山西段冰川边界为对比依据,研究了近40a的冰川进退变化。结果表明:近40a念青唐古拉山西段冰川总体处于持续退缩状态,1976-2011年间冰川总面积减少193.9km2,且退缩速率呈现大-小-大的变化特征。研究时段内各坡向冰川退缩幅度不同,东南坡减少14.2%,西北坡减少23%;结合当雄、那曲、班戈和申扎气象站的数据认为,气温升高是冰川退缩的主要原因,三个时段冰川退缩速率的差异主要是各时段升温幅度不同所致;分析了位于研究区东南坡和西北坡当雄、班戈气象站的数据表明,地理位置影响气候变化,同时影响冰川进退。     

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。     

中国大陆型冰川和海洋型冰川变化比较分析——以天山乌鲁木齐河源1号冰川和玉龙雪山白水河1号冰川为例

以天山乌鲁木齐河源1号冰川和玉龙雪山白水河1号冰川为例,比较分析了全球变暖背景下中国大陆型冰川和海洋型冰川自20世纪中期以来的变化。结果表明：物质平衡亏损、平衡线高度上升、活动层温度升高、厚度减薄、运动速度降低、末端退缩、面积和冰储量减少是两类冰川的主要变化趋势;大陆型冰川变率有加大或者大于海洋型冰川的表现,并且两类冰川的变化幅度差距有逐渐缩小或趋稳的迹象。进一步分析认为：两类冰川消融退缩的主要原因是气温上升,重要因素是冰面反照率降低,而气候环境、响应气候变化的敏感性、加速消融机理等差异,是造成两者变化差异性的主要原因。     

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。     

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。     

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。     

Multi-decadal variations in glacier flow velocity and the influencing factors of Urumqi Glacier No.1 in Tianshan Mountains,Northwest China

Urumqi Glacier No. 1 is a representative glacier in the inland areas of Central Asia and is the only Chinese reference glacier in the World Glacier Monitoring Service. In this study, we explored multi-decadal variations in the flow velocity of the glacier and the influencing factors based on continuous field observations and path coefficient analysis. Results show that the glacier flow velocity decreased from 5.5 m/a in 1980/1981 to 3.3 m/a in 2010/2011. The annual variation in the direction of glacier flow velocity in the western branch and eastern branch was less than 1°–3°, and the change of glacier flow velocity in the western branch was more dramatic than that in the eastern branch. Glacier flow velocity was influenced by glacier morphology(including glacier area, glacier length, and ice thickness), glacier mass balance and local climate conditions(air temperature and precipitation), the glacier morphology being the leading factor. The long-term flow velocity data set of Urumqi Glacier No. 1 contributes to a better understanding of glacier dynamics within the context of climatic warming.     

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.     

Spatiotemporal changes of typical glaciers and their responses to climate change in Xinjiang,Northwest China

Glaciers are highly sensitive to climate change and are undergoing significant changes in mid-latitudes. In this study, we analyzed the spatiotemporal changes of typical glaciers and their responses to climate change in the period of 1990-2015 in 4 different mountainous sub-regions in Xinjiang Uygur Autonomous Region of Northwest China: the Bogda Peak and Karlik Mountain sub-regions in the Tianshan Mountains; the Yinsugaiti Glacier sub-region in the Karakorum Mountains; and the Youyi Peak sub-region in the Altay Mountains. The standardized snow cover index (NDSI) and correlation analysis were used to reveal the glacier area changes in the 4 sub-regions from 1990 to 2015. Glacial areas in the Bogda Peak, Karlik Mountain, Yinsugaiti Glacier, and Youyi Peak sub-regions in the period of 1990-2015 decreased by 57.7, 369.1, 369.1, and 170.4 km², respectively. Analysis of glacier area center of gravity showed that quadrant changes of glacier areas in the 4 sub-regions moved towards the origin. Glacier area on the south aspect of the Karlik Mountain sub-region was larger than that on the north aspect, while glacier areas on the north aspect of the other 3 sub-regions were larger than those on the south aspect. Increased precipitation in the Karlik Mountain sub-region inhibited the retreat of glaciers to a certain extent. However, glacier area changes in the Bogda Peak and Youyi Peak sub-regions were not sensitive to the increased precipitation. On a seasonal time scale, glacier area changes in the Bogda Peak, Karlik Mountain, Yinsugaiti Glacier, and Youyi Peak sub-regions were mainly caused by accumulated temperature in the wet season; on an annual time scale, the correlation coefficient between glacier area and annual average temperature was -0.72 and passed the significance test at P<0.05 level in the Karlik Mountain sub-region. The findings of this study can provide a scientific basis for water resources management in the arid and semi-arid regions of Northwest China in the context of global warming.     

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...     

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。     

中国西北地区的小冰期

通过考察、地衣测年、树轮资料、冰岩芯资料、文史资料、及有关公式推算等,对天山和祁连山小冰期的年代、气候、冰川及地表迳流等的变化进行了研究。并同北半球其它地区进行了对比,初步总结了中国西北地区小冰期的基本概况。