西藏喜马拉雅山脉中段冰湖变化与溃决特征分析 ——以桑旺错和什磨错为例

年楚河流域是西藏自治区农业相对发达的地区,流域内冰川发育较好,冰川融水是地表径流重要的组成部分,冰湖溃决洪水灾害也威胁着下游村镇和城市。本文利用遥感技术对流域内桑旺错和什磨错两个冰湖特征进行分析,结合实地野外调查,对冰湖变化和溃决特征展开讨论。结果表明：1987-2018年,桑旺错和什磨错都呈扩张趋势,面积分别增加了0.31 km²（5.56%）和0.954 km²（96.9%）,变化率分别为0.054 km²·（10a）^-1和0.311 km²·（10a）^-1。桑旺错和什磨错侧碛垄、终碛垄为松散堆积物,结构松散、稳定性差。桑旺错出水口开阔,出水流畅。什磨错没有出水口,在最内侧终碛垄外有渗流。桑旺错和什磨错后缘冰川冰舌相接,冰舌陡峭,冰舌崩塌可能性较大,同时两湖侧碛垄稳定性较低,也存在崩塌的风险。桑旺错溃决风险较小,什磨错溃决风险较大。     

长江源区湖泊-冰川变化特征及其对气候变化的响应

湖泊是气候变化的敏感指示器,研究其动态变化对揭示全球气候变化及水资源利用与管理具有重要意义。本文以长江源区多尔索洞错-米提江占木错为研究对象,应用Landsat-5/7/8卫星和高分遥感影像,分析了1989—2021年湖泊面积变化的时空特征,并探讨了冰湖-冰川对气候变化的响应。结果表明,1989—2021年间,多尔索洞错-米提江占木错湖泊平均面积为1 011.37 km²,由1989年的872.07km²扩张至2021年的1 119.5 km²,平均扩张率为8.62 km²·a^-1。从年代际变化来看,21世纪初期湖泊面积扩张最明显,尤其是在湖泊北部、西北部及南部地区;20世纪90年代增长最为缓慢。1990—2020年各拉丹冬冰川面积从1990年的797.85 km²缩小至2020年的766.19 km²,减少了31.66 km²,缩减率为1.106 km²·a^-1。20...     

1990—2018年中巴经济走廊冰湖时空变化特征

中巴经济走廊是贯通南北丝路的关键枢纽。在全球变暖的背景下, 区域内冰川变化情况复杂, 部分冰川出现前进或跃动现象, 冰湖溃决的风险在不断上升, 进而威胁中巴经济走廊的建设与民生安全。基于1990—2018年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像, 利用目视解译方法提取了中巴经济走廊3期冰湖编目数据, 并分析了28年来该区域内冰湖的总体变化趋势、 空间异质性以及成因。结果表明： 中巴经济走廊目前共发育有2 380个冰湖, 总面积为（131.76±19.08） km², 集中分布于喀喇昆仑山脉和喜马拉雅山脉; 1990—2018年期间, 冰湖总体面积扩张速度为0.48%·a^-1, 但各个山脉不同规模冰湖面积变化差异较大。中巴经济走廊在气温和降水的共同作用下, 区内冰湖面积呈扩张趋势, 同时气温和降水变化率的空间差异使得冰湖面积变化存在空间差异; 冰川的快速退缩增加了区内冰湖溃决的风险。     

2013年西藏嘉黎县“7.5”冰湖溃决洪水成因及潜在危害

冰湖溃决洪水（泥石流）是西藏自治区主要自然灾害之一. 2013年7月5日,西藏自治区嘉黎县忠玉乡发生“7.5”冰湖溃决洪水灾害事件,导致人员失踪,房屋被毁,桥梁、道路等基础设施遭到严重破坏,直接经济损失高达2.7亿元. 基于不同时间段地形图和遥感影像资料,利用地理信息技术,发现导致“7.5”洪灾的溃决冰湖为然则日阿错. 该冰湖溃决的直接诱因可能是雪崩和冰崩的共同作用,溃决前的强降水过程及气温的快速上升是其间接原因,而冰湖长期稳定的扩张导致水量聚集是其溃决并造成巨大灾害的基础. 然则日阿错溃决后形成2个冰湖,面积分别为0.25 km²和0.01 km²,再次发生溃决的概率极小. 这次溃决洪水和泥石流灾害事件阻塞了尼都藏布的罗琼沟及衣布沟,并形成2处面积分别为0.33 km²和0.13 km²堰塞湖,且存在溃决风险,在今后一段时间内应加强监测工作与排险工程实施.     

青藏高原冰湖溃决灾害隐患识别、发育规律及危险性评价

青藏高原是全球冰湖溃决灾害发生最频繁的区域之一,冰湖溃决对人类及工程建设安全造成严重威胁。以2015—2018年Landsat 8 OLI＿TIRS等遥感影像及数据为基础,对青藏高原40000余条冰川10 km范围内且面积大于900 m²的冰湖进行了遥感解译,分析了冰湖分布与发育特征,建立了冰湖溃决隐患的识别指标体系,利用突变级数法(CPM)对隐患点进行了危险性分级评价。结果表明：(1)青藏高原发育冰湖16481处,海拔分布在5000～5500 m之间的冰湖占总量的43.69%;面积集中在100～500 km²之间的占总量的47.40%;行政分布上主要分布在西藏自治区,有12664个,占总量的76.84%;流域上主要分布在雅鲁藏布江流域,有8321个,占总量的50.49%。(2)识别出冰湖灾害隐患点369个,其中低危险点126个,中危险点177个,高危险点66个。(3)冰湖溃决隐患点面积多为0.1～0.2 km²;海拔主要分布在5000～5500 m之间;与母冰川距离大多小于100 m;冰碛坝宽度一般小于300 m,背水...     

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.     

唐古拉山东段布加岗日地区小冰期以来的冰川变化研究

对唐古拉山东段布加岗日地区小冰期以来的冰川变化资料进行了分析,结果表明,该地区小冰期最盛时(即15世纪)冰川总面积和总储量分别为241.46km²和19.6282km³,目前其面积和储量分别已减少了23.7%和15.1%,并且自小冰期以来有184条长度大约为0.6km的小冰川已消失.该地区各冰川面积和储量的绝对变化量随着冰川规模的增大而增大,而其相对变化百分数却是随着冰川规模的增大而减小.不同方位冰川小冰期以来的平均面积萎缩量、平均末端退缩量和平均末端高程上升量均表明,南坡冰川变化的绝对量比北坡的大.这说明在同一气候变化背景下,该地区南坡冰川对于气候变化的响应比北坡冰川敏感.小冰期以来该地区冰川雪线上升了约90m,这大致相当于气温上升约0.6℃.     

1980-2010年西藏波密地区典型冰川变化特征及其对气候变化的响应

运用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术, 结合波密县1960-2010年气象数据, 分析了西藏波密地区冰川的主要分布特征和典型大冰川1980-2010年的时空变化. 结果显示: 波密县共有冰川数量2 040条, 总面积为4 382.5 km², 其中, 分布在海拔4 000~6 000 m的高山冰川总面积达4 086 km², 占冰川总面积的93.2%; 南坡分布冰川1 504条, 面积3 180.04 km², 分别占波密冰川总量的73.73%和72.56%, 而北坡占还不到三分之一. 提取1980、 1990、 2000和2010年4期面积大于20 km²的24条大冰川面积进行对比分析, 1980-2010年间波密县大冰川面积总体呈减小趋势, 由1980年的1 592.78 km²退缩至2010年1 567.04 km², 共退缩了25.74 km²; 其中, 1980-1990年冰川变化贡献最大, 冰川面积退缩了16.62 km², 占冰川总面积退缩量的64.6%. 波密县气象站数据显示, 50 a来冰川退缩主要受温度持续上升的影响, 降水量变化对冰川变化影响不大.     

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。     

1972-2009年念青唐古拉山西段冰湖分布及其变化特征

冰湖是研究气候变化的重要指标之一,了解冰湖分布和变化的特征,对认识冰川与气候之间关系和冰湖溃决灾害评估有着重要意义。运用遥感资料监测念青唐古拉山西段近40a来的冰湖分布及其变化,并结合DEM研究冰湖垂直分布的变化,探讨影响冰湖分布和变化的可能因素。研究结果表明:(1)研究区冰湖数量和面积近年来都呈迅速增加趋势,冰湖增加150个,冰湖面积增加4.384km2。气温升高、冰川融水增加是冰湖增多和面积增大的主要原因;(2)冰湖垂直分布变化明显,新增冰湖个数峰值位于海拔5 500～5 700m,占新增冰湖总数的61%;新增冰湖面积峰值在海拔5 400～5 700m,占新增湖总面积的44%;冰湖面积在大部分海拔高度上均呈扩张态势;(3)海拔高于5 400m的区域,1991-2009年新增的冰湖数量远多于1972-1991年。冰湖在高海拔区分布的变化对念青唐古拉山区冰川消融以及气候垂直变化具有一定的指示作用。     

基于GIS的玛旁雍错流域冰川地貌及现代冰川湖泊变化研究

基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974-2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km²,平均退缩速率0.24 km²·a^-1;湖泊总面积减少37.58 km²,平均退缩速率1.25 km²·a^-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.     

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。     

2000—2020年兴都库什东部冰川区物质平衡变化及其影响因素

利用SRTM DEM和ASTER立体像对数据获取的DEM分析了2000—2020年兴都库什东部的冰川物质平衡,并结合CRU TS 4.04气象数据探讨了气温、降水、地形和冰湖对南、北冰川区物质平衡空间差异的影响。结果表明：2000—2020年兴都库什东部冰川区物质平衡为（-0.02±0.04） m w.e.·a^-1,冰川整体呈现微弱的负物质平衡状态。从坡向来看,南坡以正物质平衡冰川居多,北坡以负物质平衡冰川居多。从南、北两个子区域来看,北部冰川区物质平衡为（0.07±0.04） m w.e.·a^-1,南部冰川区物质平衡为（-0.32±0.04） m w.e.·a^-1。北部冰川面积规模大,所处海拔区间高,南部则相反。北部冰川区处于较高的海拔区间且冬季气温较低,导致夏季升温所产生的冰川消融的影响被削弱,冰川物质平衡的分布与降水分布在空间上具有一致性。南部冰川区出现的强烈物质亏损主要是由于夏季气温的急剧升高和冰川处于较低的海拔区间。南、北区域冰前湖和冰面湖面积不断扩大的空间差异性,也在一定程度上加剧了该地区冰川物质平衡的空间差异。     

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.     

中国喜马拉雅山地区冰川1999—2015年期间动态变化遥感调查

根据完成的青藏地区基于1999年ETM、2014/2015年GF-1/OLI两期遥感调查的冰川编目数据,对1999-2015年期间中国喜马拉雅山地区的冰川变化进行分析。结果显示,从1999-2015年间,中国喜马拉雅山地区的冰川普遍退缩,冰川数量减少了85条,面积减少了42.00 km^2,冰储量减少了2.385 km^3,分别占其减少变化率的1.53%、0.67%和0.50%。沿山脉由东向西冰川变化不一,其中东段的冰川数量减少多,西段的冰川面积和冰储量减少多,并且东段的数量减少变化率远大于西段,西段的面积、冰储量减少变化率大于东段,中段的冰川相对稳定。喜马拉雅山地区的冰川在北、北东和东等方向上发生退缩,且减少量依次减少,其中东向的数量减少变化率最大,北东向的面积减少变化率最大,而北向的减少变化率最小。冰川在不同坡度退缩程度不一,在坡度10°~15°范围冰川面积退缩最多、变化率最大,在坡度30°~35°范围数量减少最多、变化率最大。冰川在高程5 500~6 000 m区间数量和面积退缩量最多,其次是在高程5 000~5 500 m区间;在高程3 500~4 000 m区间的退缩变化率最大,而在高程6 000~6 500 m区间的退缩变化率最小。不同流域中冰川变化差异较大,在雅鲁藏布江流域(5O2)冰川数量和面积减少最多,其次是朗钦藏布等流域(5Q2)和朋曲等流域(5O1),而扎日南木措流域(5Z3)的冰川减少量最小,但是变化率最大。总之,小冰川的大规模退缩或者消失,较大冰川也普遍退缩,是喜马拉雅山地区冰川变化的特点。喜马拉雅山地区冰川退缩与气候变化关系密切。根据多年年平均气温和年降水量分析,自1961年以来,该地区年平均气温显著上升,年降水量有增有减,但气温上升、降水量减少是导致冰川消融原因之一。     

中国湖泊分布特征及典型流域生态保护修复建议

湖泊是地球关键带的重要组成部分,是水循环、物质循环和能量循环的重要环节。为了解我国湖泊分布现状,依托中国地质调查局“生态地质调查工程”及其所属二级项目“全国地球关键带遥感地质调查”,利用Landsat8 OLI 等卫星影像数据,通过遥感解译等技术方法,识别了2018年我国境内(不包括香港、澳门与台湾地区)面积大于1.0 km²的湖泊2 780个,总面积78 727.9 km²; 研究统计并分析了我国各省/自治区、五大湖区、主要流域的湖泊数量、面积和分布特征; 针对典型区域的湖泊存在的生态问题进行分析,提出相关湖泊生态保护修复的相关建议。其中,北方农牧交错带湖泊大量萎缩干涸,主因是农业和畜牧业的发展,地下水超采严重,应着力减少地下水开采; 黄河流域人工湖建设存在无序发展、过度追求景观水面扩张等问题,应遵从水循环与水平衡自然规律,针对全流域水资源配置进行调控; 长江源区湖泊水面整体处于扩张状态,应以自然因素为主、人类活动干扰触发为辅,加强冻土变化过程以及主要河流的水生态、水环境监测,综合提高源区整体监测水平。研究成果为后续湖泊生态保护修复研究工作提供了参考。     

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.     

青海羌塘盆地近期湖泊扩张特征及成因

选取青海羌塘盆地1976-2010年5期遥感影像, 解译了该区域面积大于1 km²以上的67个湖泊面积.结果表明: 1976-1994年, 研究区大部分湖泊呈萎缩状态, 湖泊面积萎缩了446.8 km², 萎缩幅度为12.5%;1994-2001年, 湖泊面积由3 132.6 km²增加到3 395.2 km², 至2007年和2010年, 湖泊持续扩张, 面积分别达到3 641.7 km²和3 836.2 km², 其中2010年的湖泊面积较1994年增加了22.5%, 甚至超过了1976年, 2007-2010年期间湖泊扩张强度最大.同时, 分析了研究区1959-2010年的气候水文变化, 结果显示年平均气温呈显著上升趋势, 年蒸发量在1959-1980年呈下降趋势, 以后趋于稳定, 年降水量、年径流量在1998-1999年间出现了突变上升.湖泊面积对气候、水文的响应关系表明, 近期的湖泊扩张主要由降水、径流偏丰引起, 与气温上升以及蒸发变化的关系并不显著, 气温上升导致冰川退缩所增加的水量对近期湖泊扩张影响较小. 与青海湖、黄河源等地相比, 青海羌塘盆地近期气候、水文、湖泊面积发生转折的时间要提前7 a左右.