The rapidly shrinking cryopshere in the past decade：an interpretation of cryospheric changes from IPCC WGI Sixth Assessment Report北大核心CSCD

The Working Group I report of the Sixth Assessment Report（AR6）of the Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）was released in August 2021. Base on updated and expanding data, AR6 presented the improved assessment of past changes and processes of cryosphere. AR6 also predicted the future changes us⁃ ing the models in CMIP6. The components of cryosphere were rapid shrinking under climate warming in the last decade. There were decreasing trends in Arctic sea-ice area and thickness. Sea-ice loss was significant. The Greenland Ice Sheet, the Antarctic Ice Sheet and all glaciers lost more mass than in any other decade. Global warming over the last decades had led to widespread permafrost warming, active layer thickness increasing and subsea permafrost extent reducing. Snow cover extent in the Northern Hemisphere also decreased significantly. However, the variations of snow depth and snow water equivalent showed great spatial heterogeneity. The rapid shrinking of the cryosphere accelerated the global mean sea level rise. The impact of human activities on cryo⁃ sphere will become more significant in the future. The Arctic sea-ice area will decrease, and the Arctic Ocean will likely become practically sea ice-free. The Greenland Ice Sheet, the Antarctic Ice Sheet and glaciers will continue to lose mass throughout this century. Permafrost and Northern Hemisphere snow cover extent will con⁃ tinue to decrease as global climate continues to warm. In addition, there are still uncertainties in the prediction of cryosphere due to the absence of observations, the poor sensitivity of models to the components and processes of cryosphere, and the inexplicit represent of the mechanism of light-absorbing impurities. More attentions should be paid on these issues in the future. © 2022 Science Press (China). All rights reserved.     

最近十多年来冰冻圈加速萎缩——IPCC第六次评估报告之冰冻圈变化解读

政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2021年8月发布了第六次评估报告第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》。该报告基于最新的观测和模拟研究,评估了冰冻圈变化的现状,并采用CMIP6模式对未来变化进行了预估。报告明确指出,近十多年来冰冻圈呈现加速萎缩状态：北极海冰面积显著减小、厚度减薄、冰量迅速减少;格陵兰冰盖、南极冰盖和全球山地冰川物质亏损加剧;多年冻土温度升高、活动层增厚,海底多年冻土范围减少;北半球积雪范围也在明显变小,但积雪量有较大空间差异。冰冻圈的快速萎缩加速海平面的上升。未来人类活动对冰冻圈萎缩的影响将愈加显著,从而导致北极海冰面积继续减少乃至消失,冰盖和冰川物质将持续亏损,多年冻土和积雪的范围继续缩减。报告也提出,目前冰冻圈研究仍存在观测资料稀缺、模型对各影响因素的敏感性参数和过程描述亟需提升、对吸光性杂质的变化机制认知不足等问题,从而影响了对冰冻圈变化预估的准确性,未来需要重点关注。     

2008—2018年中国冰川变化分析

调查冰川资源的分布与变化,对区域乃至全球的自然环境与经济社会发展都具有十分重要的意义。基于315景Landsat 8 OLI遥感影像,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth软件,通过人工目视解译等方法调查了2018年中国冰川的分布与变化。结果表明：中国现存冰川53 238条,总面积为（47 174.21±19.93） km²,72%的冰川面积<0.5 km²,规模在1~32 km²的冰川的面积占中国冰川总面积的60%。2008—2018年,中国冰川总面积减少1 393.97 km²,面积变化率为-0.43%?a^-1。冰川面积变化率表现出明显的空间差异,面积退缩最快的是冈底斯山,达-1.07%?a^-1;最慢的是羌塘高原,为-0.05%?a^-1。坡度上,各山系之间的冰川面积变化率差异较为明显。超过70%的山系位于正东和东南方向的冰川面积退缩快,2008—2018年退缩率为-5.0%;正北方向的冰川面积退缩相对缓慢,同时期退缩率为-3.8%。气温和降水变化率差异以及海拔、坡度、坡向等地形差异,共同影响中国冰川的变化。     

1980 - 2015年南迦巴瓦峰地区冰川变化及其对气候变化的响应

基于地形图和Landsat TM/OLI遥感影像等数据， 利用目视解译和波段比值法提取1980年、 2000年和2015年南迦巴瓦峰地区冰川空间分布数据， 分析研究区近35年冰川变化， 探讨冰川对气候变化的响应。结果表明： 1980 - 2015年， 南迦巴瓦峰地区冰川面积持续减小并呈加速退缩的趋势， 近35年共减少了（75.23±4.67） km²， 占1980年冰川总面积的（25.2±1.6）%， 年平均面积减小率为（0.73±0.05）%。研究区东南坡冰川面积变化速率大于西北坡， 在不同流域、 海拔及朝向上， 冰川变化差异较大。南迦巴瓦峰地区冰川表碛十分发育， 表碛覆盖冰川面积变化率小于裸露冰川， 表碛覆盖对冰川消融具有抑制作用。南迦巴瓦峰地区在气温显著升高的背景下， 虽然降水量有所增加， 但冰川对气温更加敏感， 因气温升高引起冰川消融所带来的物质损失超过降水增加对冰川的补给， 导致南迦巴瓦峰地区冰川普遍萎缩。     

1968-2009年叶尔羌河流域冰川变化——基于第一、二次中国冰川编目数据

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果, 对中国叶尔羌河流域1968-2009年冰川变化进行了分析. 结果表明:叶尔羌河流域冰川总体上处于退缩状态, 面积减少了927 km², 年平均面积减少23.2 km², 年均面积缩小比例为0.36%·a^-1, 与中国其他地区冰川退缩程度相比属于中等水平. 叶尔羌河流域不同规模冰川的退缩幅度存在差异, 小冰川大幅萎缩, 甚至消失; 规模较大的冰川相对变化幅度较小, 一些冰川出现过跃动. 从朝向分布来看, 位于南坡的冰川退缩最为严重, 而西坡较小. 冰川集中分布在海拔5 100~5 500 m和5 500~5 900 m区间, 海拔4 700~5 100 m区间的冰川面积减少最为显著. 消失冰川大多数为面积在0.2~0.5 km²的小冰川, 且朝向东北坡的冰川消失数量最多. 研究区有冰川分裂现象, 也出现了支冰川前进超覆现象, 统计表明该流域有13条冰川在前进后形成6条冰川. 1968-2009年研究区气温升高、降水增加, 总体上看, 降水增加缓解了因升温而导致的冰川退缩.     

基于SRTM DEM的地形起伏度对天水市黄土滑坡的影响分析

以天水市辖区30 m分辨率的SRTM DEM数据为基础,首先利用GIS空间分析模块中邻域统计分析法,依次选取2×2、3×3、4×4、…、28×28、29×29、30×30共29个矩形邻域分析窗口,运用均值变点分析法进行最佳计算单元的计算分析。结果表明：12×12的网格大小（12.96×10⁴ m²）为曲线突变的拐点,作为曲线由陡变缓的阈值,确定12×12的网格大小（12.96×10⁴ m²）为研究区地形起伏度计算的最佳单元,生成研究区地形起伏度分级图。进而采用确定性系数法（CF）、证据权法、信息量法和条件概率法对研究区发育的黄土滑坡灾害与地形起伏度之间的相关关系进行了定量分析。研究结果表明,区内地形起伏度影响因子层中地形起伏度60~120 m的分级因子层为黄土滑坡灾害的易发因子层,而其中60~90 m区间的值最大,为黄土滑坡灾害的优势因子区间,对滑坡的响应最敏感。     

新疆帕米尔跃动冰川遥感监测研究

2015年5月,新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县公格尔九别峰北坡克拉牙依拉克冰川发生跃动,造成草场和部分房屋被冰体淹没,本文针对这一冰川跃动事件的发生过程进行研究.利用2013-2015年间ASTER立体像对数据监测了克拉牙依拉克冰川的冰川表面高程的变化,并利用2015年4月13日至2015年7月11日期间的LandsatOLI数据监测了冰川的表面运动速度变化.监测发现,克拉牙依拉克冰川从2015年4月13号开始活动强烈,表面运动速度呈加快趋势,2015年5月8-15日期间冰川表面运动速度达到最高水平,其最大运动速度在西支中部达到了(20.40±0.42)m·d^-1,冰川跃动达到顶峰.冰川跃动"积蓄区"位于西支冰川平衡线以下区域,跃动向下游接收区输送冰体体积约为2.4×10⁸m³,大量冰体堆积在东西支汇合口地段(海拔3100~3500m),造成了该处冰面隆起,其中最大隆起高度为(130.58±0.70)m.本文获得了西支冰川由静止期、跃动状态、恢复到稳定状态期间的冰面高程和表面运动速度变化,为本地区冰川跃动机理的研究奠定了基础.     

阿尼玛卿山冰川跃动基本特征研究

已有研究表明阿尼玛卿山地区有4条跃动冰川，其中西坡晓玛沟冰川的跃动已经造成4次冰川垮塌灾害。基于1977年以来Landsat和2015年以来Sentinel-2等卫星影像，以冰川末端和表面典型地物变化为主要参考，研究了阿尼玛卿山地区跃动冰川的分布和跃动事件发生、持续时间以及跃动周期等基本特征。结果显示，阿尼玛卿山地区有多达11条跃动冰川（包括分支冰川），条数和面积分别占2022年该地区冰川总条数和总面积的约10%和约66%。1986年以来，阿尼玛卿山地区已经发生了17次冰川跃动事件，其中曲什安22号和切木曲23号冰川的跃动目前仍在进行中。西坡晓玛沟冰川2000年以来的频繁跃动已造成5次不同规模的冰川垮塌灾害事件，其中2021年的跃动和垮塌事件此前未被报道。此外，尚有7条冰川在1986年以来某些时段有微弱前进现象，疑似也发生了一定程度的跃动，条数和面积分别占2022年阿尼玛卿山地区冰川总条数和总面积的约6%和约13%。研究结果还显示，阿尼玛卿山冰川的跃动表现为以慢速跃动为主的特征，并且多具有50年以上的跃动周期。在1990年以来的气候变暖背景下，维格勒当雄冰川和哈龙冰川的跃动特征发生了较...     

控制点布设对冰川区无人机摄影测量精度的影响

冰川监测是冰冻圈科学研究中的一项重要基础内容,获取高质量冰川DEM和DOM数据是研究的基础。随着无人机技术的兴起,给冰川监测提供了全新的技术手段,然而冰川区开展无人机摄影测量时,地面控制点的布设与测量成为能否获取高精度数据产品的关键,而山地冰川往往伴随着地形复杂,行走困难,野外实地测量难以全面实施等不利因素。本研究中以位于祁连山西段大雪山地区的老虎沟12号冰川末端部分为研究区域,设计实施了多种控制点布设方案,使用低空微型无人机飞行3个架次,获取研究区航摄影像。通过对比控制点在不同分布情况及数量情况下,DEM和DOM数据检查点的精度,评价不同控制点布设方案的可行性。对比结果显示,在航飞过程中使用单格网模式即可获取高精度的影像数据;实施地面控制作业时,使用5—7个控制点均匀分布在测量区即可获取较高精度的图像数据;当冰川区不能满足均匀布设控制点时,可沿冰川主流线布设足够数量的控制点,所得图像精度也可以满足冰川学研究要求;若只能在冰川中下部或者中上部布设控制点,则控制点应覆盖冰面起伏较大的区域。     

基于第二次冰川编目数据的中国冰川高度结构特征分析

主要基于第二次中国冰川编目数据,计算和分析中国西部各个山脉冰川面积随高度分布特征、冰川平衡线高度场的分布规律和积累区比率的分布特征。结果表明：① 各个山脉冰川面积随高度分布呈近似正态分布,冰川最大面积所占总面积的百分比与冰川分布高度差的比值可以作为描述冰川面积随高度分布的形状参数;② 平衡线高度的分布特征受气候和地形影响,由南向北逐渐降低,由东向西逐渐升高;西北和南部高大山脉边缘比较密集,青藏高原内部比较稀疏。③ 冰川积累区比率的分布特征与水汽、地形和物理冰川属性有关。各大山脉外侧和海洋型冰川区积累区比率较小（<0.5）,山脉内侧及高原内陆地区和极大陆型冰川区的积累区比率较大（>0.7）。