念青唐古拉山西段冰川1977-2010年时空变化

青藏高原现代冰川变化是对气候变化的响应, 对区域水资源评估有着重要的理论意义和现实意义.采用GIS分析方法, 利用三期卫星遥感数据研究青藏高原中部念青唐古拉山西段冰川在2个时间段(1977-2001和2001-2010)的时空分布和变化, 并对比分析其在南坡和北坡变化速率趋势以及在不同海拔高度的变化特征.研究发现: (1)2010年念青唐古拉山西段冰川面积为571.81±16.01 km2, 主要分布在5 500~6 200 m的高山区; (2)1977-2010年念青唐古拉山西段冰川退缩明显, 总面积减少22.42%±2.90%;(3)相比于1977-2001年时间段, 近十年来该区冰川退缩速率呈明显加剧趋势; (4)与前一个时段相比, 低于5 700 m海拔区域, 各海拔段的冰川年均面积退缩速率呈减缓趋势; 而在5 700~7 000 m海拔区域, 则呈加剧趋势; (5)北坡冰川退缩率(23.6%±2.88%)高于南坡(21.97%±2.90%), 且南北坡2001-2010年年均冰川面积减少最大的海拔段比1977-2001年都升高了200 m, 研究区冰川的持续退缩有向高海拔转移的趋势; (6)南坡拉萨河流域内的冰川年均减少面积最大的海拔段比北坡高100 m左右.气温升高是影响近十年以来研究区的冰川退缩加剧的根本原因, 将对区域水文和生态环境产生重大的影响.      

念青唐古拉山现代冰川1999—2015年期间动态变化遥感研究

利用1999年ETM、2014/2015年GF-1为主的2期遥感影像作为数据源,采用人机交互解译的方法完成了2期冰川编目成果,并对最近15年(1999—2015)念青唐古拉山冰川变化进行分析。结果显示,从1999年至2015年间,念青唐古拉山脉冰川呈退缩趋势,以东段海洋型冰川退缩为主,西段亚大陆型冰川相对稳定。冰川总面积减少了56. 32km2,减少变化率为0. 67%;有10条冰川消失,减少变化率为0. 16%;冰储量减少5. 315 km3,减少变化率为0. 78%。调查结果还显示,念青唐古拉山地区冰川各朝向均呈退缩趋势,偏南向和东向冰川数量与面积减少大于偏北向和西向的;平均坡度在20°～35°范围的冰川数量和面积减少最多;海拔介于4 500～5 500 m区间的冰川面积退缩最明显。在恒河流域和萨尔温江流域的冰川消退最显著。总体上,不同规模冰川均有退缩,规模≤5. 0 km2的冰川是念青唐古拉山地区退缩最多的。冰川退缩与气候变化关系密切。选取念青唐古拉山脉附近3个气象台站,对最近50多年以来的年均气温和年降水量变化分析表明,自1961年以来,念青唐古拉山年均气温呈显著上升趋势,而降水量变化不一,有增有减。气温上升而降水减少,可能是导致念青唐古拉山地区东段冰川退缩的一个因素。     

1970-2000年念青唐古拉山脉西段冰川变化

运用多光谱遥感资料监测冰川变化已成为冰川研究的有效数据源,分析了念青唐古拉山脉西段念青唐古拉山峰区1970年冰川及Landsat ETM (2000)解译的冰川分布.结果显示,念青唐古拉山峰区共有870条冰川,30 a来冰川面积减小了5.7%,冰储量减少了7%;其中,冰川面积1～5 km2的冰川退缩的贡献最大,占总面积退缩量的56.7%.念青唐古拉山东南坡与西北坡的退缩幅度稍有不同,东南坡冰川面积减少了5.2%,西北坡冰川面积减少了6.9%.西北坡的拉弄冰川长度减少了(305±36) m,年退缩率为(10.2±1.2)m·a-1,面积退缩为2.6%.当雄气象站的资料表明,冰川退缩主要受温度持续上升的影响,尤其是1985年以来的温度快速上升的影响.对处于西北坡冰川体积变化分析表明,冰川体积减少可能是导致纳木错湖水位上升、水量增加的重要因素.     

波曲流域冰湖及其溃决灾害链特征分析

西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰川和冰湖,通过对2000/2001年度遥感数据解译并结合野外详细调查,分析了波曲流域冰湖分布的现状、特征以及变化特征,研究发现波曲流域内冰湖无论数量和面积在海拔高度上均呈单峰型分布,其海拔为4260~5580m,主要在5000~5400m之间;冰湖数量在增加;冰湖面积的变化趋势大体表现为:终碛湖的面积呈增加的趋势,冰斗湖、槽谷湖和侵蚀湖的面积呈减小的趋势。在此基础上,分析了流域冰湖溃决及其灾害链特征,并以章藏布流域的次仁玛错为典型案例进行了灾害链特征分析。     

基于GF 1光谱数据的青藏地区冰川资源现状遥感调查

以2014—2015年的GF 1为主、少量OLI影像为基础,参考第二次中国冰川目录等文献资料,修编完成青海省和西藏自治区两省区的现代冰川编目,查明青藏两省区目前共有冰川24 796条,总面积约2624×104 km2,约占青藏两省区区域面积的137%,冰川储量为2027×103~2121×103 km3。调查区冰川数量以面积<10 km2、冰川面积介于10~100 km2之间的冰川为主,其中面积<10 km2的冰川有19 983条,占总数量的8059%,面积介于10~100 km2之间的冰川面积为11 96240 km2,占总面积的4559%;面积最大的中锋冰川的面积达23737 km2。调查区内的山系(高原)均有冰川分布,念青唐古拉山冰川数量最多,其次是喜马拉雅山和冈底斯山,这3座山系冰川数量占调查区内冰川总数量的6333%;念青唐古拉山、喜马拉雅山和昆仑山的冰川面积和冰储量位列前3位,其冰川面积和冰储量分别占总数的6809%和7344%;然而昆仑山和羌塘高原的单条冰川的平均面积大于念青唐古拉山和喜马拉雅山的平均面积。从冰川海拔分布来看,海拔5 000~6 500 m之间是冰川集中发育区域,约占调查区冰川数量和冰川总面积的85%以上。调查区的冰川在各流域的分布差异显著,恒河流域是冰川分布数量最多、面积最大的一级外流区,其数量占冰川总量的47%以上,面积占总面积的52%以上;青藏高原内陆流域的冰川数量、面积次之,其冰川数量占总数量的21%,面积占总面积的24%以上,并且内流区单条冰川的平均面积略大于外流区的平均面积。总体上,西藏的冰川数量、面积和冰储量分别占西藏和青海两省区的8492%、8492%、8668%,单条冰川的平均面积两省区相近。     

基于遥感和GIS的喜马拉雅山科西河流域冰湖变化特征分析

受全球气候变暖的影响, 冰川退缩, 冰湖数量增多和面积增大被认为指示气候变化的重要依据, 冰湖面积增大导致其潜在危险性增大. 因此, 研究冰湖的变化对于气候变化和冰湖灾害研究具有重要意义. 基于Landsat TM/ETM+遥感影像采用人工解译的方法, 获取了喜马拉雅山地区科西河流域1990年前后、2000年和2010年的冰湖数据, 并对冰湖面积>0.1 km²且一直存在的199个冰湖的面积和长度变化进行对比分析. 结果表明: 科西河流域内面积>0.1 km²的冰湖的面积呈现增加趋势, 1990年冰湖面积为73.59 km², 2010年冰湖面积增加至86.12 km². 科西河流域内喜马拉雅山南北坡冰湖变化存在差异, 喜马拉雅山北坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4 800~5 600 m之间, 而南坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4 300~5 200 m之间; 喜马拉雅山北坡的冰湖有65%的冰湖表现扩张, 且扩张冰湖的面积主要是由冰湖在靠近终碛垅的一端基本不发生变化, 而仅在靠近冰川一端发生变化贡献的; 喜马拉雅山南坡的冰湖有32%的冰湖变化表现扩张, 且扩张的冰湖面积主要来自于冰面湖扩张. 在科西河流域内, 位于喜马拉雅山北坡的冰湖平均变化速度略高于南坡的冰湖平均变化速度.     

近25年唐古拉山西段冰川变化遥感监测

基于1990—2015年Landsat影像数据,利用比值阈值和NIR水体识别相结合的新方法提取并研究了近25年来唐古拉山西段冰川变化情况和规律,并采用克里金插值构建研究区气候分布及变化特征,揭示冰川变化与气候变化的关系。研究得出:唐古拉山西段冰川总体退缩比较严重,近25年来冰川面积退缩约202.84 km~2,占1990年面积的11.98%;冰川退缩主要集中在海拔5 800 m以下;研究区东南部冰川退缩最严重,中部格拉丹冬地区冰川退缩较少;空间插值表明研究区东南部相对较湿热而西北部干冷,西北—东南方向温度分布呈现由低到高的变化趋势,降水量先减少后增加总体变化幅度不大,但研究区气温普遍上升,插值变化显示增温区从研究区中心向周围辐射,最大增温区几乎已经覆盖整个冰川区域;唐古拉山西段冰川的加速退缩主要是由升温造成的。     

基于参数最优地理探测器的西藏冰湖时空变化与影响因素研究

随着全球变暖的加剧,西藏地区冰湖的规模不断扩大,由此可能会发生冰湖溃决自然灾害。本文基于GIS空间分析和参数最优地理探测器方法,分析了西藏地区1990年至2015年间冰湖时空变化以及各环境因子:冰湖海拔、年总降水、年平均温度、年相对湿度、冰川面积变化、GDP、人口密度的影响程度。结果表明:(1)25年间冰湖总数量和总面积的增长率分别为2.57%、6.32%,各个面积大小的冰湖在不同的海拔都有增长,增长最多的是小型冰湖(面积小于0.1 km²),西藏冰湖增长方向性显著,数量分布和面积分布离散程度高,基本分布在西藏东部和南部地区。(2)通过Pearson相关分析,西藏冰湖变化主要受该地区冰川面积变化以及降水量大小影响。(3)地理探测器中,冰川面积变化对冰湖变化影响强度最高,q值为0.5006;交互作用探测中,温度因子与冰川面积变化因子交互作用后对冰湖变化影响解释力最强,且呈非线性增强关系,除温度因子以外,冰湖变化受各因子交互作用影响强度高。     

近15a喜玛拉雅山中段波曲流域冰川和冰湖变化

西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰川和冰湖,通过对2000/2001年度遥感数据解译并与1987年的数据对比,发现近15 a来该流域内的冰川面积、冰湖数量和面积等均发生了巨大的变化,结果表明:冰川总面积减小了20%,>0.020 km²的冰湖数量增加了11%,冰湖面积增加了47%.其中位于西夏邦马峰东侧的嘎龙错和扛西错最为典型,面积分别增加了104%和118%.2005年夏季野外考察对以上资料进行了核实.在全球气候变暖的趋势下,预计该流域内的冰川面积将进一步缩小,冰湖数量在小幅增加后将会出现大规模的冰湖溃决,导致严重的泥石流灾害.     

念青唐古拉山西布冰川区的冰碛层

念青唐古拉山西布冰川区冰碛物的研究表明，在700－500kaBP以来的更新世期间经达了3次冰期，全新世期间经历了2次冰期和1次寒冷期，形成了可以与青藏高原及邻区相对比的冰碛物系列，指示了念青唐古拉山至少自中更新世以来一直处于冰冻圈中。冰碛物中砾石成分的规律性变化反映了念青唐古拉山第四纪期间处于强烈隆升状态，冰碛物是盆地同伸展断陷期的堆积物。根据冰碛物与念青唐古位山南东麓正断层间的关系可以得出：中更新世以来构成念青唐古拉山南东麓正断层带的主要断层（F2）的平均垂直活动速率为0.5-1.25mm/a，左旋走滑     

1974—2010年雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川及冰湖变化初步研究

青藏高原冰川和冰湖是气候变化敏感的指示器.基于1974年的地形图及其生成的DEM数据、1990年和2000年的TM影像、2005年和2010年的ETM+影像、以及2010年和2009年的GPS实测数据,应用3S技术分析了1974—2010年37a来雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川和冰湖的变化特征.结果表明:冰川面积减小了5.02%(21.78km2减小至20.67km2)、冰川末端退缩了768m(速度为21m.a-1);冰湖面积增加了63.7%(0.70km2增加至1.14km2),冰湖体积扩大约9.8×106 m3.普兰县气象站的观测资料表明,近37a来气温呈快速上升趋势,而降雨量明显减少,气候暖干化是杰玛央宗冰川和冰湖变化的主要原因.若该区气候的暖干趋势进一步加剧,必然导致杰玛央宗冰川退缩进一步加剧,冰湖溃决的可能性将会增大.     

珠穆朗玛峰自然保护区湖泊动态及对区域气候变化的响应

利用Landsat卫星影像,采用面向对象分类方法提取珠穆朗玛峰自然保护区湖泊信息,分析了湖泊动态及对区域气候变化的响应关系。结果表明：（1）2015年保护区湖泊总面积为489.07 km²,构造湖、河成湖、冰川湖分别占总面积的77.3%、2.6%、20.1%。（2）1975-2015年,保护区内各类湖泊面积变化速率不同,冰川湖最大（1.05 km²·a^-1）,构造湖次之（-0.85 km²·a^-1）,河成湖最稳定（0.013 km²·a^-1）;保护区南坡冰川湖面积变化速率（0.53 km²·a^-1）略大于北坡（0.52 km²·a^-1）。（3）北坡构造湖、河成湖对区域气候的响应呈阶段性变化规律,1975-2000年珠峰地区气候呈暖湿化趋势,2000年构造湖、河成湖面积达到峰值,两类总计增加22.8 km²;2000-2015年转变为显著的暖干气候,构造湖、河成湖面积均呈减少趋势,总共减少57.16 km²。随着区域气候的变暖,冰川湖总面积不断扩大,近40年间冰川湖面积累计增加43.06 km²。（4）灰色关联度分析显示,年极端低温对构造湖面积变化影响最显著,年均气温对冰川湖起主导作用,年均相对湿度对河成湖影响最大。较其他气候因子而言,降水量对各类湖泊面积变化的影响均最小。     

尼泊尔4·25地震震前冰湖制图与潜在危险性分析

由于地震灾害的影响,冰湖上游的冰滑坡、冰崩、滑坡、泥石流会进入湖泊,通过冲击波或抬高水位,造成冰川坝或冰碛坝突然垮塌导致冰湖迅速排水而形成洪水或洪水泥石流.首先基于Landsat8遥感影像通过人工目视解译的方法构建尼泊尔2015年4月25日地震震前冰湖数据,为我国和尼泊尔的抗震救灾提供重要的数据支撑.然后利用历史遥感数据解译获取研究区2015年以前的历史冰湖数据,对历史冰湖数据和2015年的冰湖数据进行地理空间分析,计算其面积变化和长度变化.最后结合尼泊尔2015年4月25日地震峰值地面加速度数据通过空间分析识别地震影响区的潜在危险冰湖.研究表明:研究区面积0.02 km~2的冰湖有1 847个,面积263.18 km~2,其中快速变化冰湖87个,位于地震影响区的潜在危险冰湖49个,应重点关注潜在危险冰湖.     

希夏邦马峰东坡冰川与冰川湖泊变化遥感监测

1977-2003年的遥感影像显示,希夏邦马峰东坡的冰川在迅速退缩,而其相应的冰川湖泊在迅速增大.南部的吉葱普冰川每年的退缩速度57099 m²,冰舌退缩48 m·a^-1,相应的卢姆池米冰湖面积增加速度大约为79048 m²·a^-1;北面的热强冰川退缩速度在63224 m²·a^-1,冰舌退缩71 m·a^-1,相应的扛西错冰湖面积增加约73 425 m²·a^-1.从这两个冰湖的类型和变化分析,认为其具有发生冰川湖泊溃决洪水的潜在危险.     

Spatial change detection of glacial lakes in the Koshi River Basin,the Central Himalayas

Region warming and the resulting ongoing deglaciation have led to the formation of new glacial lakes and expansion of existing glacial lakes. For giving an overview of the distribution and expansion of glacial lakes in the Koshi River Basin (KRB) between the Central China and Nepal Himalayas in the recent 10 years, this paper aimed to analyze and assess recent spatial variability of glacial lake changes in the KRB, Central Himalayas using two inventory data of glacial lake in 2001 and 2010 in Nepal and Landsat TM/ETM+ data for the 1990s, 2000 and 2009 on the Chinese section of the KRB. The datasets show that there are 1,203 glacial lakes with a total area of 118.54 km² in the KRB in 2009, in which 599 lakes are mapped in the Nepalese section of the KRB with a total of 25.92 km², and 604 lakes in the Chinese section of the KRB with a total area of 92.62 km². From 2000 to 2009, the total number of glacial lakes decreased from 1,668 to 1,203 with a reduction of 45.86 % in the KRB, whereas the total lake areas expanded by 10.60 % (i.e. 0.72 km²/a), from 111.35 to 118.54 km² between 2000, 2001 and 2009, 2010. Especially, 17 lakes are identified as potentially dangerous glacial lakes (PDGLs) by International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD) on the Nepalese section of the KRB in 2009. In the same period, 23 PDGLs are also identified on the Chinese section of the KRB and the total area increased by 77.46 % (i.e. 0.37 km²/a) from 1990 to 2010 and the expansion rate is significantly higher than 39 % (0.19 km²/a) of non-PDGLs. Therefore, there is a need for promoting the awareness of the hazard potential of glacier lakes to support proper planning of mitigation and adaptation strategies in this context.     

Constraints on the Late Saalian to early Middle Weichselian ice sheet of Eurasia from field data and rebound modelling

Using glacial rebound models we have inverted observations of crustal rebound and shoreline locations to estimate the ice thickness for the major glaciations over northern Eurasia and to predict the palaeo-topography from late MIS-6 (the Late Saalian at c. 140 kyr BP) to MIS-4e (early Middle Weichselian at c. 64 kyr BP). During the Late Saalian, the ice extended across northern Europe and Russia with a broad dome centred from the Kara Sea to Karelia that reached a maximum thickness of c. 4500 m and ice surface elevation of c. 3500 m above sea level. A secondary dome occurred over Finland with ice thickness and surface elevation of 4000 m and 3000 m, respectively. When ice retreat commenced, and before the onset of the warm phase of the early Eemian, extensive marine flooding occurred from the Atlantic to the Urals and, once the ice retreated from the Urals, to the Taymyr Peninsula. The Baltic-White Sea connection is predicted to have closed at about 129 kyr BP, although large areas of arctic Russia remained submerged until the end of the Eemian. During the stadials (MIS-5d, 5b, 4) the maximum ice was centred over the Kara-Barents Seas with a thickness not exceeding c. 1200 m. Ice-dammed lakes and the elevations of sills are predicted for the major glacial phases and used to test the ice models. Large lakes are predicted for west Siberia at the end of the Saalian and during MIS-5d, 5b and 4, with the lake levels, margin locations and outlets depending inter alia on ice thickness and isostatic adjustment. During the Saalian and MIS-5d, 5b these lakes overflowed through the Turgay pass into the Aral Sea, but during MIS-4 the overflow is predicted to have occurred north of the Urals. West of the Urals the palaeo-lake predictions are strongly controlled by whether the Kara Ice Sheet dammed the White Sea. If it did, then the lake levels are controlled by the topography of the Dvina basin with overflow directed into the Kama-Volga river system. Comparisons of predicted with observed MIS-5b lake levels of Komi Lake favour models in which the White Sea was in contact with the Barents Sea.     

Glacial lakes and glacial lake outburst flood in a Himalayan basin using remote sensing and GIS

Glacial hazards relate to hazards associated with glaciers and glacial lakes in high mountain areas and their impacts downstream. The climatic change/variability in recent decades has made considerable impacts on the glacier life cycle in the Himalayan region. As a result, many big glaciers melted, forming a large number of glacial lakes. Due to an increase in the rate at which ice and snow melted, the accumulation of water in these lakes started increasing. Sudden discharge of large volumes of water with debris from these lakes potentially causes glacial lake outburst floods (GLOFs) in valleys downstream. Outbursts from glacier lakes have repeatedly caused the loss of human lives as well as severe damage to local infrastructure. Monitoring of the glacial lakes and extent of GLOF impact along the downstream can be made quickly and precisely using remote sensing technique. A number of hydroelectric projects in India are being planned in the Himalayan regions. It has become necessary for the project planners and designers to account for the GLOF also along with the design flood for deciding the spillway capacity of projects. The present study deals with the estimation of GLOF for a river basin located in the Garwhal Himalaya, India. IRS LISSIII data of the years 2004, 2006 and 2008 have been used for glacial lake mapping, and a total of 91 lakes have been found in the year 2008, and out of these, 45 lakes are having area more than 0.01?km². All the lakes have been investigated for vulnerability for potential bursting, and it was found that no lake is vulnerable from GLOF point of view. The area of biggest lake is 0.193, 0.199 and 0.203?km² in the years 2004, 2006 and 2008, respectively. Although no lake is potentially hazardous, GLOF study has been carried out for the biggest lake using MIKE 11 software. A flood of 100-year return period has been considered in addition to GLOF. The flood peak at catchment outlet comes out to be 993.74, 1,184.0 and 1,295.58 cumec due to GLOF; 3,274.74, 3,465.0 and 3,576.58 cumec due to GLOF; and 100-year return flood together considering breach width of 40, 60 and 80?m, respectively.     

喜马拉雅山中段波曲流域近期冰湖溃决危险性分析与评估

西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰湖,对2000/2001年度卫星遥感数据遥感解译获取了冰湖的分布及面积;对比1987年的数据发现,经过15 a流域内冰湖数量和面积均发生了巨大的变化.通过野外考察获取了重要冰湖的溢流状态、冰碛堤稳定性、冰川影响等资料,在此基础上使用直接判别法和冰湖溃决危险性指数(I_dl)进行了冰湖溃决危险性评价,所有冰湖中有9个处于高度危险状态的,3个处于较高危险的,2个处于稳定状态,其余35个处于相对稳定或趋于衰退状态.冲堆普下游、科亚普下游和主河至科亚普汇口以下为高度危险区,塔吉岭普下游、如甲普下游和章藏布下游处于较高危险,其他支沟下游及所有上游区处于冰湖溃决相对安全区.基于危险性评价结果,建议下游根据危险性大小,采取相应的应对措施以减轻冰湖溃决泥石流的危害.     

Abrupt Change of Lake Environment in West China:an Evidence for Global Climate Warming

ABRUPT CHANGE OF LAKE ENVIRONMENT IN WEST CHINA: AN EVIDENCE FOR GLOBAL CLIMATE WARMINGtheNational(G19980 4 0 80 2 )andCAS’sKeyProjectonTibetanPlateauResearch(KZ951 A1 2 0 4 )