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.     

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.     

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.     

祁连山摆浪河全新世冰量变化初探

采用祁连山老虎沟12号冰川2009年RTK测量生成的数字高程模型(DEM), 建立现代冰川表面横截面拟合的二次方程, 结合差分GPS测量的冰碛垄形态, 运用于祁连山摆浪河上游14号冰川和16号冰川全新世以来冰量变化的估算. 结果表明: 新冰期以来冰储量减少0.38 km³, 小冰期以来14号冰川和16号冰川的冰储量分别减少0.016 km³和0.047 km³; 根据祁连山全新世各个时期最大冰川范围的时间, 估计了全新世以来14号和16号冰川冰储量的减少速率, 新冰期以来为12.2×10^-5~15.0×10^-5 km³·a^-1, 小冰期以来分别为4.0×10^-5~5.3×10^-5 km³·a^-1, 11.75×10^-5~15.7×10^-5 km³·a^-1.     

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...     

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。     

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.     

西藏定日朋曲流域达仓沟冰湖溃决泥石流特征

以西藏朋曲流域达仓沟为研究对象,结合现场调查及遥感解译,总结了达仓沟流域的孕灾背景,再现了冰湖溃决泥石流特征,并在此基础上对该沟溃决泥石流发展趋势进行了分析。研究表明,流域现有冰川8条,冰湖11个,历史上至少爆发过3次大型冰湖溃决泥石流,其中最大的1956年冰湖溃决泥石流沟口峰值流量3 862 m~3/s,流速8. 06 m/s;目前流域内冰川呈现不断缩小的趋势,3处冰湖存在溃决风险,具备了形成泥石流的陡峻地形和丰富松散固体物质的充分条件,发生冰湖溃决泥石流可能性大。     

西藏年楚河冰川湖考察

年楚河流域地处喜玛拉雅山北坡, 满拉水利枢纽位于年楚河中上游, 控制流域内分布有众多的冰川终碛湖, 经分析其中的白湖为危险冰湖, 具有溃决的可能.为进行白湖溃决洪水的估算, 解决计算模型的有关参数, 对白湖、桑旺湖、黄湖的水文气象特性和地理、地貌特征等进行实地考察, 直观的认识了冰川终碛湖, 并取得了有价值的资料.     

西藏典型冰湖溃决型泥石流的初步研究

西藏地区冰川面积约为35000km^2,是我国现代冰川分布最多的地区,也是现代冰湖分布最多的地区.在现代冰川前进或跃动、冰舌断裂、冰湖岸坡出现崩塌或滑坡、温度骤然增加导致冰川融化加速、湖口向源侵蚀加剧、坝体下部管涌引起塌陷等诸多可能因素的影响下易造成冰湖溃决,出现洪水、稀性泥石流、粘性泥石流等危害方式,造成的灾害远远大于由降水引发的泥石流灾害,常常形成危害严重的地质灾害链.     

入湖冰川物质平衡序列重建与分析--以喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川为例北大核心CSCD

入湖冰川受冰湖作用影响,物质损失速率高于其他类型冰川,并导致冰湖进一步扩张,冰湖溃决风险增加。建立入湖冰川物质变化序列,对揭示不同类型冰川对气候变化的响应特征,以及评估冰湖溃决风险研究具有重要意义。基于中国地面气象要素驱动数据集和实测气象数据,采用冰川表面能量-物质平衡模型估算了冰川表面物质变化,并结合冰川流动和末端退缩特征,重建了1989-2018年龙巴萨巴冰川物质变化序列。结果表明,近30a龙巴萨巴冰川总物质损失为0.315km^(3)w.e.,平均物质变化速率为-0.114km^(3)w.e.·a^(-1)。冰川平均表面物质平衡为-0.26m w.e.·a^(-1),表面消融是冰川物质亏损的主要贡献因素。气温变化对冰川表面物质损失的影响高于降水;冰川表面物质平衡对夏季气温和降水变化的敏感性强于其他季节;表碛覆盖加速了冰川表面消融,且较薄的表碛厚度会加剧冰川表面物质损失。     

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.     

青藏高原可可西里盐湖水位上涨趋势及溃决风险分析

2011年位于可可西里腹地的卓乃湖溃决引起的盐湖水位上涨和面积增大趋势仍在快速发展。遥感资料显示,卓乃湖溃决后,盐湖面积持续增加,从2012年的134.1 km²一直持续增大到2018年的197.5 km²,尤其是2016-2018年增加较快,面积增加了42.0 km²,即平均每年增加14.0 km²。水位监测数据显示,2016年5月20日至2018年11月11日期间,盐湖水位共上升了8.241 m,年平均上升2.747 m。目前盐湖的面积仅比模拟的溢出面积小19.3~21.1 km²;湖泊水位仅比分水岭最低处低4.09 m。按照2016-2018年面积和水位变化趋势,预计盐湖将在未来1~2年内可能发生溢水溃决。研究表明：近年来区域降水增加、卓乃湖溃决后地下水释放、上游湖泊出水口可能存在侵蚀扩大导致湖水继续向下输送等原因是导致盐湖水位持续上涨和面积快速增大的主要原因。利用水库溃坝预测分析模型,对盐湖溢水溃决冲沟形成时洪峰流量预测表明,盐湖溢水溃决时将形成巨大的洪峰流量,洪水将对青藏公路、青藏铁路和兰西拉光缆等造成危害,建议尽快开展盐湖潜在的湖水外溢途径地质条件调查,并设计防治措施。     

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.     

新龙古冰帽的若干特征

新龙古冰帽位于沙鲁里山北部,古冰帽面积为2000km~2。海拔4600m以上湖群遍布,冰碛物撒满高原面,此即为古冰帽的判识标志。古冰帽分中心区与外围山谷冰川区,遗留有冰蚀湖、蚀碛均夷面、冰蚀丘陵、冰川槽谷、羊背石、鼓丘、侧碛堤等多种地貌类型。本冰帽演化经历了三次冰期。     

基于多源数据的近50 a玛纳斯河流域冰川变化分析

我国新疆玛纳斯河流域的冰川变化极大影响流域内及其周边地区的经济社会发展.使用国产高分一号(GF-1)遥感影像和Landsat8数据,分别通过基于多源数据的冰川识别方法和波段比值法获取了2013年玛纳斯河流域冰川信息,结合玛纳斯河流域第一次(1964年)、第二次(2009年)冰川编目数据与1998年、2003年TM影像冰川目视解译结果等四期的冰川边界矢量数据,对玛纳斯河流域1964-2013年50 a来的冰川变化特征进行了综合分析.研究结果显示:玛纳斯河流域冰川自2009年以来有略微增加的趋势,2013年冰川面积比2009年增加了10.25 km²,这在一定程度上抑制了长期以来冰川的快速消融;1964-2013年,玛纳斯河流域的冰川总体呈减少趋势;冰川面积从1964年的673.61 km²减少到2013年的512.07 km²,面积减少161.54 km²,减少23.98%;近50 a来,流域内冰川面积在海拔4500 m及以上呈净增加趋势,而在海拔4500 m以下呈净减少趋势,冰川在海拔(4000±100) m左右退缩的速率最大,高达0.5 km²·a^-1;冰川面积的减少主要体现为大量的冰舌后退和小面积冰川的快速消融,超过85%的冰川冰舌后退距离在200 m以上;该流域的冰川变化主要集中在南、北两个坡向,在南坡向上出现明显的先减少和后增加的变化趋势;1964-2013年,玛纳斯河流域的气温和降水量呈较明显的增加趋势,线性增加率分别为0.26℃·(10a)^-1和16.07 mm·(10a)^-1.研究结果表明气温的持续升高和降水量的增加分别是导致玛纳斯河流域冰川减少期和增加期形成的主要原因.