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。     

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。     

托木尔峰地区神奇峰冰川3950m处物质平衡与气象要素关系分析

2008年夏季,中国科学院天山冰川观测试验站科研人员对天山托木尔峰地区神奇峰冰川(也称青冰滩72号冰川)进行了大规模综合性的野外科考活动,获得了2008年7月30日至8月31日期间的冰川海拔3950m处的实测气象资料,包括气温、降水等。文中将这些气象资料与物质平衡数据相结合,对它们的关系进行了分析。2008年夏季青冰滩72号冰川野外观测资料分析结果表明:研究时段内,冰川日平均气温在0℃以上的天数达到了96%,冰川基本上处于消融状态;降水前后伴随的气温变化幅度大;基于观测数据,对气温和物质平衡进行了回归分析,回归系数为0.631;并利用灰熵关联度分析了降水和物质平衡之间的关系,它们之间的关联度系数为0.497。     

新疆阿图什市气候变化特征及其对农业生产的影响

利用阿图什市气象站1960~2006年气温和降水观测资料,以回归分析、趋势线分析方法分析了阿图什市近47 a来气温和降水的年际和季节变化特征及其对农业生产的影响。分析结果显示:(1)近47 a来阿图什市年均气温总体呈增加趋势,年均气温线性倾向率为0.13℃/10a。从20世纪60年代至70年代,气温在平均值附近波动且略有降低。自80年代以来波动较大,并明显升高,气温波动基本上与我国西北地区气温变化趋势一致。年内气温变化存在季节差异,冬、秋和春三个季节气温均呈上升趋势,夏季的气温略呈下降趋势,其中,冬、秋两季对全年平均气温增加贡献较大。(2)近47 a来年降水量总体呈增长趋势,年均降水量线性倾向率约为9.38 mm/10a,与我国西北气候由暖干向暖湿转变的趋势基本一致。20世纪60年代初至70年代末期年降水在多年平均值附近波动。自80年代以来波动较大,且变干、变湿趋势较显著。年内降水量变化有明显的季节差异,四季均呈增长趋势,增长幅度从大到小依次夏季、春季、秋季和冬季,其中,夏、春两季对全年降水量增长贡献较大,秋、冬两季贡献较小。(3)阿图什市气候变暖对越冬作物的冬前生长发育及喜热作物的全生育期生长发育较为有利,但气候变暖会引起土壤干旱化和农作物病虫害增加,将对多数农作物生长发育不利。     

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。     

渭河源区气候变化及其对水资源的影响

利用渭河源区气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征,及其二者的关系,建立水资源气候模式.分析表明:渭河源区降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在- 10.442～- 10.417 mm/10a之间,降水量递减以秋季、夏季降水量递减为主.气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变...     

近20 a云雾山草地生产力对气候变化的响应

研究云雾山典型草原生产力与气候变化的关系,制定合理应对措施,是云雾山植被重建和生态环境恢复的重要保障。本文基于1992—2011年气候数据和相应的草地生产力调查资料,分析了云雾山草地生产力、气候生产潜力变化特征及其与温度和降水变化的关系。结果表明:(1)近20 a来研究区年平均气温显著升高,冬春季增温高于夏季;年降水量呈下降趋势,但未达显著水平,仅7月降水量显著下降。(2)夏季增温及干旱导致云雾山草地生产力及气候生产潜力下降,此外,冬季增温也抑制草地生产力的提高。(3)研究区气候资源利用率为53%,尚有一半的生产潜力有待开发;适度利用、改良草场,增加人工草场培育是进一步提高草地生产力的有效途径。     

干旱区县域绿洲气候变化特征分析——以鄯善县为例

根据鄯善县1971—2010年气温、降水量、风速等资料,利用线性趋势法和距平及累积距平等方法对鄯善县绿洲气候变化进行分析。结果表明：(1) 近40 a鄯善县年平均气温呈波动上升趋势,线性拟合气候倾向率为0.49℃·10a^-1,各季变暖趋势相同,春夏秋冬四季平均气温线性拟合气候倾向率分别为0.35、0.33、0.4℃·10a^-1及0.43℃·10a^-1。年平均最高气温缓慢上升,年平均最低气温增温明显。(2) 近40 a降水量总体为波动减少趋势,线性拟合气候倾向率为-0.55 mm·10a^-1,夏季和秋季降水量减少明显。(3) 近40 a平均风速总体呈缓慢减小趋势,线性拟合气候倾向率为-0.05 m·s^-1·10a^-1。综合气温与降水变化状况,鄯善县绿洲气候呈暖干化发展趋势,气温与降水存在突变情况,年代分布有明显的阶段性、季节差异性特征。     

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。     

多伦县近60年气候变化分析

利用多伦县气温、降水量、平均相对湿度、平均风速和日照时数资料,采用线性倾向估计、5年滑动平均等方法,分析了该地区近60年(1953-2012)的气候变化趋势。结果表明:年平均气温和季平均气温均呈上升趋势,年平均气温倾向率为0.39℃/10a,冬季增温对年增温贡献率最大,倾向率达0.57℃/10a;年降水量呈下降趋势,倾向率为-7.17mm/10a,夏季降水量对年降水量下降的贡献最大;平均相对湿度、平均风速和日照时数也均呈下降趋势,年倾向率分别为:-0.82%/10a、-0.11(m/s)/10a、-51.95h/10a,对年下降贡献最大的季节分别为冬季、冬季和春季;与全国、锡林郭勒盟及浑善达克沙地的气候变化趋势基本一致。     

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.     

气候变化对内蒙古东北部森林草原火灾的影响

近50年来,内蒙古东北部的年平均气温呈直线上升的趋势,年增温率为0.375℃/10a;多年平均降水量为399.5mm,最大值出现在1998年,增加率达21.27mm/10a;多年平均风速呈减小趋势,减小率为（0.20m/s）/10a。通过气侯变化状况与历史火灾次数的统计分析得出,在气候变暖的背景下,内蒙古东北部森林草原...     

Glacier mass balance and its impacts on streamflow in a typical inland river basin in the Tianshan Mountains,northwestern China

Glaciers are known as natural 'solid reservoirs', and they play a dual role between the composition of water resources and the river runoff regulation in arid and semi-arid areas of China. In this study, we used in situ observation data from Urumqi Glacier No. 1, Xinjiang Uygur Autonomous Region, in combination with meteorological data from stations and a digital elevation model, to develop a distributed degree-day model for glaciers in the Urumqi River Basin to simulate glacier mass balance processes and quantify their effect on streamflow during 1980-2020. The results indicate that the mass loss and the equilibrium line altitude (ELA) of glaciers in the last 41 years had an increasing trend, with the average mass balance and ELA being -0.85 (±0.32) m w.e./a (meter water-equivalent per year) and 4188 m a.s.l., respectively. The glacier mass loss has increased significantly during 1999-2020, mostly due to the increase in temperature and the extension of ablation season. During 1980-2011, the average annual glacier meltwater runoff in the Urumqi River Basin was 0.48×10⁸ m³, accounting for 18.56% of the total streamflow. We found that the annual streamflow in different catchments in the Urumqi River Basin had a strong response to the changes in glacier mass balance, especially from July to August, and the glacier meltwater runoff increased significantly. In summary, it is quite possible that the results of this research can provide a reference for the study of glacier water resources in glacier-recharged basins in arid and semi-arid areas.     

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.     

张掖地区近35年来气温和降水的变化

利用张掖地区6个气象站1970~2004年月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水资料,采用气候倾向率、滑动平均、Mann-Kendall、小波分析等方法对张掖地区近35年的气候变化特征进行分析。结果表明:(1)1970~2004年张掖地区的气温呈现出明显的上升趋势,其中民乐站增幅最高,临泽站增幅最低,平均气温倾向率为0.491℃/10a,且冬季气温增长更为显著;(2)近35年张掖地区的变暖与西北地区同步,但明显早于中国及全球,且升温幅度更大;(3)近35年张掖地区的降水总体呈微弱下降趋势,但显著性不高,对比分析1970~1986年和1987~2004年两个时期降水量,后一个时期夏、秋季降水量减少,而,冬、春季降水量增加其中春季增幅较大;(4)分析认为,张掖地区目前仍处于气温上升,降水量减少的暖干条件,即气候的未转型区。     

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。     

Effects of atmospheric circulation on summertime precipitation variability and glacier mass balance over the Tuyuksu Glacier in Tianshan Mountains,Kazakhstan

The amount and the form of precipitation have significant effects on glacier mass balances in high altitude mountain areas by controlling the accumulation, the ablation and the energy balance of a glacier through impact on the surface albedo. The liquid precipitation has negative effects on glacier accumulation and may increase the ablation of surface ice through the heat input for melting. The timing and the forms of precipitation over glacierized regions depend on the weather processes both locally and regionally. Early studies showed that regional to large-scale atmospheric circulation processes play a key role in affecting the precipitation events over glaciers. This paper analyzed the relationship between the inter-annual variability of the summertime precipitation over the Tuyuksu Glacier and the atmospheric circulation types, which related to various atmospheric circulation types in the Northern Hemisphere. Results indicated that the decrease in the duration of zonal processes and the increase in the meridional northern processes were observed in the last decade. The total summer precipitation associated with these processes also increased along with an increase of summertime solid precipitation. Although the decadal fluctuation of glaciological parameters were found in dependent of the above large-scale atmospheric circulation processes, global warming was a dominant factor leading to the mass loss in the recent decades under the background of the increase in precipitation over the Tuyuksu Glacier.     

黑河中游张掖地区近48a气候变化及径流的响应

将现代气候统计诊断与预测技术和地理信息系统(GIS)的地学统计方法中的Kriging插值结合,分析了位于黑河中游张掖地区6个气象站的近48a的气温和降水的时空变化,并且空间显示了各季节的气温和降水变化。结果表明:张掖地区6站的年均气温在3.97-8.04℃之间,变暖最快的是山丹站气温倾向率为0.47℃/10a,变暖最缓慢的是高台站气温倾向率为0.19℃/10a。年均气温最低出现在1956年,为2.5℃,最高值出现在1998年,为9.06℃;降水地域分布不均衡,地区降水差值可达200mm以上。夏季张掖地区的降水变化范围为67.11-193.30mm,冬季降水是4.69-10.48mm,表明降水季节分配不均,且冬、夏降水变化幅度大;张掖地区气温在1991年开始发生突变,气温增加趋势明显。西支流地区和整个张掖地区气温突变时间一致,东支流气温突变是在1993年和整个张掖地区相比推迟了2年。整个张掖地区包括西支流和东支流在降水的时间的变化上没有发生突变。张掖地区年水变化周期现象明显,第一主周期为15年第二主周期为7年,但年均气温变化周期现象不明显;平原地区气温不是影响径流最根本的决定因素,但对河流径流的影响是正向的。降水和径流虽然在时间上拟合,径流总体的变化趋势在减少,但径流的降幅比降水要大。     

全球气候变化下黄土高原泾河流域近40年的气候变化特征分析

全球气候变化对于农业生产活动和生态环境保护有着深刻的影响。本文用时间序列分析中的距平曲线和短期预测方法分析了泾河流域内14个气象站点1960~1999(1971-2000)年气温和降水量的变化趋势,并用简单气候偏差指数计算了逐年的降水量变差;同时用变异系数计算了14个站点1960~1999(1971-2000)年的降水量年际变差。结果表明:近40年来14个站点的年均温度呈现明显的上升趋势,平均增温0.7℃略高,年平均增温率为0.0225℃/a;年降水量呈现微弱的减少趋势,但是波动幅度和变异系数都在增加,降水量年际间偏差呈现先减少后又增加的趋势。年内气候变化的趋势变化表现为:冬季温度升高;春季、夏季降水量占全年的百分比有显著增加趋势,而秋季降水所占的百分比显著减少。最后分析了全球变化背景下泾河流域近40年来气候出现的这种暖干化趋势对流域农业生产和生态环境的可能影响,可为相关部门调整农业结构、种植结构,优化种植模式等决策提供指导。