何毅
, 杨太保, 陈杰, 冀琴
兰州大学资源环境学院 冰川与生态地理研究所, 甘肃 兰州730000
HE Yi, YANG Tai-bao, CHEN JIE, JI Qin
中图分类号: P343.6
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2015)07-0925-08
通讯作者:
收稿日期: 2014-03-27
修回日期: 2014-06-10
网络出版日期: 2015-07-20
版权声明: 2015 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
基金资助:
作者简介:
作者简介：何 毅（1987-）,甘肃会宁人,博士研究生,主要研究环境演变与全球变化。E-mail:heyi11@lzu.edu.cn
展开
摘要
利用1972年MSS,1990、1999年TM和2013年ETM+遥感影像资料作为数据源,通过目视解译结合GIS技术,提取博格达峰地区4期冰川边界,同时对研究区周边气温降水进行趋势分析和周期分析,研究其与冰川的响应关系。结果表明：① 1972~2013年冰川面积退缩了23.79%（占1972年）,退缩速率为0.58%/a。1972~1990年冰川退缩较慢,为0.38%/a,近20 a来冰川退缩加剧,达到0.74%/a;② 冰川规模越小,退缩越快;③ 东南坡退缩最快,东坡次之,北坡最慢;④ 冰川退缩比率随坡度的变化呈正态分布;⑤ 研究区处于气温偏高期,降水偏少期,气候变暖是冰川退缩的主要原因;⑥ 对比发现该地区与天山其他区域冰川退缩速率相吻合。
关键词：
Abstract
Mountain glaciers are important fresh water resources in the arid region and they are also one of potential climate indicators because of their sensibility to climate changes. With the background of Global Warming since the 20th century, the widespread retreats of mountain glaciers in China have had a profound impact on local people's lives, the environment and socio-economic survival, under this condition, we can not only understand the characteristics and trends of glacier change, but also understand the relationship of glacier response to climate change, and thus likely to predict future changes in glacier. Research on glacier change has been limited in Chinese Tien Shan Mountains, despite the fact that the number of glaciers in the Tien Shan Mountains is the largest among all mountain ranges in China, and the glaciers in this region provide very important water resources for local economic development and drinking water for man use. The Bogda Peak regions belong to Tien Shan. Therefore, monitoring Bogda Peak region the changes of glaciers is essential. Moreover, the melt water in Bogda Peak region is a reliable supply of water for Aries River Basin, the Turpan-Hami basin and basin Chaiwopu, so the scientific value is a lot. Based on the Landsat 1972 MSS, 1990 TM, 1999 TM and 2013 ETM+ remote sensing image datum, the glacier information of four periods in the study area was extracted by using visual interpretation and GIS. Meanwhile, the surrounding climate datum were also analyzed in this paper. The results showed that: 1) During 1972-2013, glacier areas in study region decreased by 23.79% of 1972, the average annual withdrawal rate was 0.58%. In1972-1990, the glaciers retreated slowly, with an average annual withdrawal rate of 0.38%, glaciers retreat increased in the last 20 years, an annual retreat rate of 0.74%; 2) The smaller glaciers displayed a higher shrinkage rate than the larger glaciers; 3) The southeastern slope of study area retreated fastest, following east slope, northern slope was the slowest; 4) The retreat ratios of glaciers in the study area showed normal distribution trends with slope changes; 5) Glaciers of the study area were mainly distributed at the altitude ranging from 3 600 to 4 200 m, there was a clear increasing trend, especially in low altitude; 6) In the region, warming trend was obvious, while precipitation changed little, Rising temperature was the main reasons for the study area glacial retreat; 7) Compared with other regions in Tien Shan of China, this region glaciers retreat was consistent with other Tien Shan regions; 8) It is difficult to analysis glacier changes for our study in the long run for lacking of Multi-temporal remote sensing records. There are also many errors in the process of extracting glaciers because its surroundings about the spectral characteristic are close. As a result,it affects the accuracy of the monitoring of glacier changes.
Keywords：
冰川是西部干旱地区农业畜牧业赖以维持生存和发展的重要水源,对区域生态环境和发展至关重要。在全球变暖的大背景下,中国西部大部分冰川等均处于加速退缩状态[1~6];短时间内冰川加速退缩会使河川径流量增加,但长期这样下去很可能会使河川径流减少,这势必对中国西北内陆干旱区可持续发展带来深远的影响。加强对冰川变化的精确监测已经变得越来越重要。
天山地区冰川是中国西部干旱与半干旱地区的重要水资源,制约该区人类的生存和社会经济的发展[7]。博格达峰位于天山东部,冰川融水是白羊河流域、吐鲁番-哈密盆地和柴窝堡盆地可靠的补给水源,近10 a来的快速退缩已影响到了吐鲁番坎儿井的水量[8]。大部分学者[9~11]对博格达峰北坡四工河4号冰斗山谷冰川（5Y725D4）和南坡黑沟8号山谷冰川（5Y813B8）进行详细跟踪监测研究来推导该地区整体冰川变化,而关于博格达峰整个区域冰川的详细研究很少。本文以东天山博格达峰地区冰川为研究对象,以Landsat MSS、TM和ETM+遥感影像作为数据源,研究其冰川变化,并结合已有的冰川编目数据及1960~2013年的年均温及降水数据,探讨该区近40 a冰川变化的特征及原因。
博格达峰是东天山第一高峰,两侧盆地冬季受强大的内蒙古冷高压控制寒冷而干燥。峰顶冰川积雪终年不化,温度常在冰点以下,有少量的水也都冻结。夏季高空盛行西风环流,是典型的中纬西风带大陆型气候。该区的现代冰川主要位于南坡的古班博格达河、黑沟和阿克苏河、北坡的三工河、四工河、甘河子沟及白杨河等河流源头。博格达山主峰——博格达峰海拔5 445 m,南北坡年平均气温0℃,等温线海拔分别为2 800和2 500 m（图1）。
Landsat MSS、TM和ETM+遥感影像数据来自美国地质调查局USGS（http://www.glovis.usgs. gov）和美国马里兰大学（http://glcf.umiacs.umd.edu/data）的陆地卫星。下载数据为NASA和USGS发布的Level 1T级数据产品。该产品经过了系统辐射校正和地面控制点几何校正,并且利用DEM数据进行地形校正。为减少不同时期冰川变化所造成的误差以及积雪对提取冰川边界的影响,我们选取影像时间间隔为10 a左右,并且尽可能选取夏季获取的少云或者无云的影像。选取1972、1990、1999、2013年4个时期的遥感影像（表1）,所选的月份大都在8~10月,其中2013年一景影像为6月26日,由于冰川形成大都在冬季,夏季不宜形成冰川,对各景冰川变化的对比不会产生影响。所利用的DEM数据来源于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台（http://datamirror.csdb.cn/）,分辨率为90 m的SRTM数据。气象数据来源于中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.cma.gov.cn/)的中国地面气候资料数据集,选用研究区周边达板城（站点编号51477,88.19°E,43.21°N,海拔1 103.5 m）、奇台（51379,89.34°E,44.01°N,海拔793.5 m）和乌鲁木齐（51463,87.37°E,43.47°N,海拔917.9 m）3个气象站点近53 a的年均气温和年均降水数据。
表1 影像数据信息
Table 1 Images used in this study
| 轨道号 | 成像日期 | 传感器 | 平均 云量 | 分辨率（m） | |
|---|---|---|---|---|---|
| Path | Row | ||||
| 152 | 30 | 1972.10.4 | MSS | 0 | 80 |
| 153 | 30 | 1972.9.11 | MSS | 0 | 80 |
| 141 | 30 | 1990.9.16 | TM | 0 | 30 |
| 142 | 30 | 1990.10.9 | TM | 0 | 30 |
| 141 | 30 | 1999.9.1 | TM | 0 | 30 |
| 142 | 30 | 1999.8.23 | TM | 0 | 30 |
| 141 | 30 | 2013.9.25 | ETM+ | 0 | 30 |
| 142 | 30 | 2013.6.26 | ETM+ | 0 | 30 |
冰川边界提取包括监督分类、非监督分类、雪盖指数和比值阈值等方法[12],对于MSS影像,先通过最大似然法进行监督分类提取冰川边界。对于TM和ETM+影像,采用比值阈值法（TM3/TM5）进行提取冰川边界,阈值设为2.4（多次试验）,对于同一区域不同年份阈值基本保持不变,不同区域阈值的范围不一致,因此我们研究的所有年份阈值都选为2.4。Raup B 等人[13]研究表明,人工解译是目前提取冰川信息最为精确的方法。研究区冰川分布较少,为提高冰川边界判读精度,采用人工目视解译的办法（计算机分类结果、冰川编目数据和Google Earth三维图像作为目视解译的参考）。将提取冰川边界。对提取的冰川边界转换成Albers等积投影,最后利用ArcGIS软件统计面积及其变化（图2）。
冰川面积变化速率（APC,公式中量符号用AAPC表示）定义为在一个时间段内冰川面积变化量与初始年冰川面积的比值,冰川面积平均变化率（annual percentages of area changes,简称APAC,公式中量符号用AAPAC表示）是一种评价冰川面积变化程度的常见指标,可以较好地将不同时间尺度的冰川变化研究结果进行统一比较,其计算公式如下：
AAPC=Δs/s0×100% （1）
AAPAC=Δs/Δts0×100% （2）
式中,Δs为冰川变化面积（km2）;S0代表初始状态下冰川面积（km2）;Δt代表研究时段的年限（a）。
小波分析是一种时、频多分辨率分析方法,是时间和频率的区域变换,能有效的从信号中提取信息,这里简单采用Morlet能谱小波函数：
Ψ(t)=e-2πitexp[-(2π/kΦ)2|t|2] （3）
小波变换系数为：
ξ(t',a)=a-1/2∫ f(t) Ψ *(t/a-t'/a)dt （4）
ξ(t',a)是小波系数,f(t)是时间序列,Ψ*是Ψ的共轭函数[14];a是小波变换的尺度因子（伸缩因子）;t是自变量;t是小波变换位移;k是系数;Φ是相位。
由于研究区冰川较为集中,且面积不大,对冰川区划方法的误差可以忽略不计。但是在传感器和图像配准之间存在潜在的误差[14,15],所以利用多期遥感影像提取多时段冰川时,利用下式来计算每个时期冰川终端长度的不确定值：
UT=
式中,UT为冰川终端长度的不确定值;λ为原始影像的空间分辨率;ε为各个时期影像图与1999年基准图像的配准误差。从每个时期遥感影像中提取冰川面积的精度受传感器分辨率的限制[16],同时图像配准误差在一定程度上影像冰川边界提取的精度。所以利用下式计算冰川面积提取的不确定值UA为：
UA=2UT
1） 冰川面积整体变化。1972~2013年博格达峰地区冰川呈持续退缩状态,冰川面积减少了46.17 km2,占1972年的23.79%（表2）,退缩速率为0.58%/a。1972年共有冰川247条,到2013年条数减少到243条,4条冰川消失。
2） 不同时段冰川面积变化。不同时段冰川面积退缩速率有所不同,1972~1990、1990~1999、1999~2013年冰川面积分别减少16.34、13.14、17.23 km2,分别占相应区域1972年冰川面积的8.32%,7.30%,10.33%,平均退缩速率分别为0.38%,0.73%,0.74%（表3）。统计博格达峰地区各时段冰川条数变化,1972~1990年有2条冰川消失,1990~1999年有3条冰川破裂,使得条数增加,1999~2013年有5条冰川消失,其余各条冰川都呈减小趋势。表明近40 a来博格达峰地区冰川整体上呈退缩趋势,并在近年来加速退缩。
表2 1972~2013年博格达峰地区冰川面积变化
Table 2 Glacier area variation of Bogda regions from 1972 to 2013
| 时间 | 冰川面积 （km2） | 条数 （条） | 时段 | 面积减少量 （km2） | 面积退 缩率（%） |
|---|---|---|---|---|---|
| 1972 | 196.36±0.01 | 247 | |||
| 1990 | 180.02±0.01 | 245 | 1972~1990 | 16.34±0.02 | 8.32 |
| 1999 | 166.88±0.002 | 248 | 1990~1999 | 13.14±0.01 | 7.30 |
| 2013 | 149.65±0.001 | 243 | 1999~2013 | 17.23±0.001 | 10.33 |
| 1972~2013 | 46.71±0.03 | 23.79 |
3） 不同规模冰川面积变化。据博格达峰地区冰川规模的分布情况,我们均衡各个规模面积大小,将该区1972年冰川划分为≤0.1、0.1~0.5、0.5~1、1~5及≥5 km25个等级,统计各等级冰川面积变化情况（图3）。结果显示,面积小于1 km2的冰川严重退缩,其中0.1~0.5 km2的冰川面积退缩最快,达到40.86%,面积≤0.1 km2的冰川退缩34.97%。通过进一步统计单条冰川面积与其变化率之间的关系发现（图4）,冰川面积退缩率随冰川规模的增大而减小并逐渐趋于稳定,同时也显示出小规模冰川退缩快慢不一致,原因可能是有一部分小冰川受地形影响,处在阴坡或者被其他物体抵挡,导致退缩较慢。总体来说,小规模冰川退缩速率最快,对气候响应更为敏感。
图4 单条冰川面积退缩率（1972~2013年）
Fig.4 The proportion of single glacier retreat (1972-2013)
4） 不同朝向冰川面积变化。图5可知,北向冰川在面积上占明显优势。由于山脉北坡受太阳辐射较弱,有利于冰川积累、发育;从东坡和西坡来看,东向冰川多于西向,这可能受偏东气流影响较大所致;南坡冰川分布较少。从冰川面积退缩率看（1972~2013年）,博格达峰地区现代冰川各坡向都在退缩。退缩程度不相同（图5）,东南坡冰川面积退缩较快,退缩率达到39.53%,东坡次之,为37.35%;北坡退缩率最小,为12.81%,其他坡向冰川退缩率处于东南坡和北坡之间。
5） 不同坡度冰川面积变化。将冰川数据与研究区DEM数据进行叠加,发现冰川主要分布在5~45°的8个等级上,占总面积的88.09%;>45°与<5°的冰川分布较少,分别占总面积的6.97%和4.94%,说明平缓地带和陡峭地形冰川分布较少。1972~2013年间,不同坡度冰川面积都在退缩,退缩比率差异明显,坡度越缓,面积退缩率越大;面积退缩百分比随坡度变化呈正态分布趋势（图6）。
图5 不同坡向冰川面积分布及退缩率
Fig.5 Distribution and retreat rate of different aspects glaciers
图6 不同坡度冰川分布及退缩率
Fig.6 Distribution and retreat rate of different slope glaciers
1） 整体趋势。① 气温变化： 1960~2013年达板城、奇台和乌鲁木齐年均气温均值分别为6.65、5.19和7.19℃,最低值均出现在1984年。增温倾向率分别为0.22、0.16和0.19℃/10 a,从倾向率看出,达板城海拔最高,升温幅度最大,奇台海拔最低,但升温幅度最小,表明海拔越高升温越明显（图7）,这与前人[17]的研究结果相一致;从图7可看出1960~1970年各个站点都呈现温度降低趋势,1970年之后转降为升,1984年出现最小值,之后持续上升,近30 a升温加速。② 降水变化： 1960~2013年达板城、奇台和乌鲁木齐年均降水量距平的倾向率分别为4.7、8.6和23.79 mm/10 a,未通过置信度为0.1的显著性水平检验。降水量的变化均趋于稳定（图7）。
2） 周期性分析。图8所示,3个站点年均气温全时域均表现出8 a周期,奇台站点最明显。20世纪70年代开始至80年代中期,有2~3 a周期变化的主要成分,80年代中期开始至20世纪末准4 a振荡又成为周期变化的主要成分。同时表现出16~20 a振荡特征,表明目前处于气温偏高期。降水距平3个站点表现不一致,达板城站点表现8~10 a周期,90年代中期开始出现2~4 a周期振荡。奇台站70~80年代末存在15 a的振荡信号,乌鲁木齐站90年代初至今存在16~18 a的振荡信号,说明目前降水处于偏少期。
冰川除受地理位置和地形条件控制外,其变化与气候变化幅度和时间等影响有密切关系[18]。为分析气温和降水对该地区冰川变化的影响,根据研究区位置,本文选用附近能代表该区域的达板城、奇台和乌鲁木齐3个气象站点的气象资料。分析该区周边站点年均气温、年均降水距平（图7）和周期特征（图8）,通过对3个站点对比分析,表明海拔越高升温越明显,冰川处于高海拔地区,可知冰川区升温幅度很可能比研究区周边区域大。据研究表明[19],气温每升高1℃需要降水量增加25%或35%才能弥补由升温引起的冰川消融;郭忠明[20]等人利用MODIS反演七一冰川雪粒径,表明气温对其影响显著;3个站点的升温率大约在0.20℃/10 a左右,而降水增加幅度只有12 mm/10 a左右,降水量增加远不足以弥补升温引起的消融。Morlet小波分析显示研究区处于气温偏高期和降水偏少期,因此推断研究区近40 a以来冰川不断萎缩且近20 a来退缩速率加快的趋势由气候变暖引起。
图7 年均气温及降水距平变化
Fig.7 The variation of average annual temperature and precipitation anomaly
图8 Morlet小波变换小波系数实部的时频分布
Fig.8 The contour map of the real part of annual temperature and precipitation Morlet wavelet transformation coefficient
20世纪以来的研究表明[21],近几十年来青藏高原地区大多数冰川均处于退缩状态,青藏高原中部和北部地区冰川变化幅度较小,向东和向南冰川变化幅度显著增大。研究区位于青藏高原北部,1972~2013年冰川退缩23.79%,李宗省等[22]研究青藏高原东南部玉龙雪山冰川变化,1957~1999年冰川退缩26.78%,姜珊等[23]研究位于青藏高原中部马兰冰帽,1973~2010年间冰川面积减少6.04%,可见研究区冰川变化与青藏高原地区冰川变化总趋势一致。
为进一步研究博格达峰地区冰川变化的特征,选取中国天山典型山区及流域的冰川变化情况与本研究作对比（表3）。表明博格达峰地区变化趋势与天山其他区域冰川所表现的趋势,即条数减少、面积变小相吻合。从整个天山东、中、西段来看,西段总体退缩较快,中段次之,东段最慢。从南北相比,北部退缩较南部快。
表3 中国天山地区冰川变化比较
Table 3 Statistics of glaciers change in Tianshan Mountains of China
| 位置 | 时间段（年） | 面积退缩率（%） | 年均退缩率（%） | 数据源 | 资料来源 |
|---|---|---|---|---|---|
| 东天山 | 1971~2001 | 5.30 | 0.27 | TM/ETM+、ASTER | [24] |
| 中天山 | 1990~2010 | 6.40 | 0.64 | TM/ETM+ | [25] |
| 艾比湖流域 | 1964~2004 | 14.70 | 0.40 | SPOT、ASTER | [26] |
| 精河流域 | 1964~2004 | 15.00 | 0.40 | ASTER | [27] |
| 台兰河流域 | 1972~2011 | 11.50 | 0.29 | 地形图、ETM+ | [28] |
| 阿拉套地区 | 1990~2011 | 20.24 | 0.92 | TM/ETM+ | [4] |
| 北天山 | 1989~2011 | 14.93 | 0.64 | TM/ETM+ | [2] |
| 博格达峰 | 1962~2006 | 21.60 | 0.49 | 地形图、SPOT、ASTER | [29] |
| 博格达峰区 | 1972~2013 | 23.79 | 0.58 | MSS、TM/ETM+ | 本研究 |
本文利用1972、1990、1999和2013年MSS、TM、ETM+影像数据资料,对博格达峰地区近40 a间冰川变化进行研究,结果表明：① 1972~2013年间,博格达峰地区冰川总面积退缩23.79%（1972年）,退缩速率为0.58%/a,近20 a来,该地区冰川处于加速退缩阶段;② 冰川规模等级和面积变化率总体上呈反相关关系,即规模越小,退缩越快,这表明小规模冰川对气候反映更敏感;③ 1972~2013年,研究区各个坡向冰川都处于退缩状态,但是退缩速率存在差异,其中东南坡退缩最快,达到39.53%,北坡最慢,为12.81%;④ 研究时段间,研究区冰川退缩速率随着各个坡度的变化呈正态分布趋势; ⑤ 1960~2013年间,博格达峰地区周边气温升高明显,降水量变化幅度不大,可以推断冰川退缩的原因是气温的上升引起的,近30 a气温迅速上升,可能导致冰川近年来加速退缩; ⑥ 与中国天山地区和青藏高原其他地区冰川变化对比发现,该地区冰川退缩和西部其他区域退缩速率相吻合;⑦ 由于遥感数据和资料的局限性,研究较长时间序列冰川的变化比较困难,并且在数据处理和冰川提取过程中存在误差,从而影响了冰川变化监测的精度。
致 谢：感谢中国气象科学数据共享服务网（http://cdc.cma.gov.cn）所提供的气象数据和USGS( U.S. Geological Survey, http: // www.usgs.gov )数据共享平台提供的Landsat TM、ETM+影像。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
玉龙喀什河源区32年来冰川变化遥感监测 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2004.06.007 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Recent studies indicate that widespread wastage of glaciers in western China has happened since the late 1970s, but diverse places under different climate settings have marked regional discrepancy as to the amplitude in glacier shrinkages. In the present study, we investigate the changes of glaciers at the head of Yurungkax river (centered at 35o40'N, 81oE) in the heavily glaciated West Kunlun Mts. by using aerial photos (1970), Landsat TM (1989) and ETM (2001) imageries. A comparative analysis performed for glacier length/area variations since 1970 in the West Kunlun Mts. shows that the prevailing characteristic of glacier variation is ice wastage, however, changes in glacier area are very small in this region. Results indicate that a small enlargement of ice extent during 1970-1989 was followed by a reduction of over 0.5% during 1989-2001. It concludes that the enlargement of glaciers during 1970-1989 might be caused by the decrease in air temperature and the increase in precipitation during the 1960s and that glacier shrinkage during 1989-2001 might be reaction to increase in air temperature, but abundant precipitation acts as a role of buffer in variations of surface mass balance of glaciers in the research region.
|
| [2] |
近23年来北天山冰川面积变化对气候的响应 [J].URL 摘要
利用1989、1998、2011年的Landsat TM、ETM+遥感影像为数据源,运用比值阈值法(b3/b5)结合目视解译方法,提取了北天山3个时段的冰川边界,并在地理信息系统技术支持下分析了该 区域冰川的变化情况.研究表明:北天山整体变化幅度较大,冰川表现为萎缩的趋势,近23年来冰川面积减小了14.93％.分析认为,较大的变化率是由于研 究区面积＜1 km2的冰川数量占总数的比重较大(近80％)造成的.同时分析了北天山冰川空间结构特征,＜ 0.5 km2面积的冰川对气候变化最为敏感,消融率最高,1 ～5km2面积的冰川对消融总量贡献比例最大.依据分形理论对未来冰川变化进行初步预测,分析认为研究区冰川的消融率仍保持比较高的状态.
|
| [3] |
1959~2008年新疆阿尔泰山友谊峰地区冰川变化特征 [J].Magsci 摘要
利用1959年地形图、2008年ASTER数字遥感影像及数字高程模型，在地理信息系统技术支持下分析了新疆阿尔泰山友谊峰地区冰川的变化特征。研究表明：1959-2008年该区冰川整体呈萎缩趋势，且变化幅度相对较大。相对于1959年，2008年冰川面积和数量分别变化-32.5%和-27.9%。其中，小于1 km2的冰川面积平均变化率为-66.7%，面积小于0.5 km2的冰川面积变化率大于-70%，面积大于1 km2以上的冰川面积变化率为-35.0%，1~5 km2的冰川面积变化率为-27.9%。冰川末端平均后退253 m，末端退缩比例为-18.3%，且南坡冰川末端变化率大于北坡。分析发现，研究区冰川面积亏损较大主要缘于该区小冰川分布数量较多（面积小于1 km2的冰川数量达75%)，对气候变化的响应较为敏感。
|
| [4] |
基于GIS和RS的中亚阿拉套山近22年来冰川变化研究 [J].URL 摘要
运用Landsat TM/ETM+遥感影像资料,通过计算机自动解译结合目视解译的方法,提取了阿拉套山1990年、1999年及2011年3个时段的冰川边界,并应用 GIS技术手段系统研究了阿拉套山冰川变化与气候的关系。结果表明:1990—2011年,阿拉套山地区冰川面积退缩了20.24%,其冰川主要分布在北 坡、东北坡和西北坡;西坡的冰川退缩速率最大,达到30.96%。与1990—1999年相比,近10a来冰川退缩加快。研究区冰川面积随海拔的升高先呈 增加趋势,至3 600~3 800m达到最大后呈减少趋势。对研究区附近温泉和阿拉山气象站点资料的分析表明,其气温升高但降水量变化不大可能是导致研究区冰川退缩的主要原因。
|
| [5] |
Rapid shrinking of glaciers in the middle Dilian Mt.Region of Northwest China during the last 50 years [J].https://doi.org/10.1007/s12583-011-0195-4 URL Magsci 摘要
During the past five decades, fluctuations of glaciers were reconstructed from historical documents, aerial photographs, and remote sensing data. From 1956 to 2003, 910 glaciers investigated had reduced in area by 21.7% of the 1956 value, with a mean reduction for the individual glacier of 0.10 km(2). The relative area reductions of small glaciers were usually higher than those of large ones, which exhibited larger absolute loss, indicating that the small glaciers were more sensitive to climate change than large ones. Over the past similar to 50 years, glacier area decreased by 29.6% in the Heihe (sic) River basin and 18.7% in the Beidahe (sic) River basin, which were the two regions investigated in the Middle Qilian (sic) Mountain region. Compared with other areas of the Qilian Mountain region, the most dramatic glacier shrinkage had occurred in the Middle Qilian Mountain region, mainly resulting from rapid rising temperatures. Regional differences in glacier area changes are related to local climate conditions, the relative proportion of glaciers in different size classes, and other factors.
|
| [6] |
玉龙雪山现代季风温冰川对气候变化的响应 [J].
以玉龙雪山冰川区为研究区,基 于野外观测数据及遥感数据,分析玉龙雪山现代季风温冰川的响应过程,探讨冰川变化的主要原因。结果表明:玉龙雪山地区冰川持续退缩明显;近年来白水1号冰 川冰裂隙数量增多,规模扩大,冰川退缩速度不断加快;冰川冰体温度升高,从而导致冰川消融加快;2004和2009年在玉龙雪山东坡发生的崩塌事件,是冰 川消融加剧,冰体温度上升的直接反应;气候变暖是玉龙雪山冰川退缩的主要原因。
|
| [7] |
中亚天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川雪坑化学特征及其环境指示意义 [J].
中国科学院机构知识库(中国科学院机构知识库网格（CAS IR GRID）)以发展机构知识能力和知识管理能力为目标，快速实现对本机构知识资产的收集、长期保存、合理传播利用，积极建设对知识内容进行捕获、转化、传播、利用和审计的能力，逐步建设包括知识内容分析、关系分析和能力审计在内的知识服务能力，开展综合知识管理。
|
| [8] |
近期新疆东天山冰川退缩及其对水资源影响 [J].https://doi.org/10.1007/s11769-011-0446-4 URL [本文引用: 1] 摘要
新疆东疆盆地属于资源性缺水地区．流域内大部分河流的补给依赖于东天山高山区丰富的降水-9冰川融水．1981年中日联合考察和2009年中国科学院天山冰川站对该区博格达峰3条冰川考察表明，夏季消融强烈，并有加速退缩趋势．基于1962／1972年地形图及近期的ASTER和SPOT5遥感影像资料，研究了博格达山脉203条冰川和哈尔里克山75条冰川的进退情况．结果表明：在1962-2006年间博格达峰地区冰川面积减小了21．6％（0．49％a＾－1），长度平均退缩181m，冰储量减小了28％；1972-2005年间哈尔里克山冰川面积减小了10．5％（0．32％0．1），长度平均退缩166m，冰储量减小了14％．南坡冰川退缩快于北坡，其中博格达山脉南北坡冰川面积分别减小了25_3％和16．9％，哈尔里克山脉分别减小了12.3％和6．6％．小于0．5km。的冰川退缩最为强烈，而大于2km。的冰川将会成为未来径流的主要贡献者．东疆盆地水系的冰川消融总体呈增强趋势，水资源处在不断恶化之中．该地区坎儿井数量及其水量的锐减，以及有无冰川补给河流径流量的显著变化均-9上游冰川退缩有关，未来将会对下游的乌鲁木齐市和吐鲁番盆地的水资源产生影响．
|
| [9] |
1960~2009 年中国天山现代冰川末端变化特征 [J].
基于冰川定位观测、野外考察、航空摄影、遥感影像和地形图分析方法，研究了1960—2009年中国天山8条冰川末端变化特征。结果表明：1960—2009年，在天山地区气温与降水呈上升趋势的背景下，8条冰川均处于退缩状态，退缩速率由西向东逐渐减缓，其变化幅度因气候环境、地理位置、冰川规模和冰川形态等的不同而存在明显的区域性与阶段性差异。其中，乌鲁木齐河源1号冰川1962—1973年冰川末端退缩速率为5.96 m•a<sup>-1</sup>，1973—1980年为3.28 m•a<sup>-1</sup>，1980—1993年为3.93 m•a<sup>-1</sup>，在1993年完全分离成东、西两支独立的冰川；博格达峰四工河4号冰川末端1962—1981年退缩速率为6 m•a<sup>-1</sup>，1981—2006年为8.9 m•a<sup>-1</sup>，2006—2009年为13.3 m•a<sup>-1</sup>。表碛覆盖的青冰滩72号冰川和74号冰川末端1964—2009年退缩速率分别为41 m•a<sup>-1</sup>和30 m•a<sup>-1</sup>，远较无表碛覆盖的庙儿沟平顶冰川退缩迅速（1972—2007年冰川末端退缩速率为2.32 m•a<sup>-1</sup>）。表面特征（表碛）亦是造成冰川变化差异的一个主要原因。
|
| [10] |
近50 a来天山博格达峰地区四工河4号冰川表面高程变化特征 [J].URL 摘要
基于GIS技术,利用GPS测量数据和1962年地形图分别建立 两期DEM,通过对比重点研究了四工河4号冰川1962-2009年冰舌区的表面高程变化特征.结果表明:1962-2009年间,冰舌区平均减薄 15±10 m,年均减薄约0.32±0.2 m,冰储量亏损达(14.3±9.5)×10-3km3,折合水当量(12.9±8.6)×10-3km3.不同海拔、坡度区间冰面高程变化差异显著,海 拔较低、坡度较缓区域的变化最为强烈.在气候变暖的趋势下,四工河4号冰川发生强烈消融,标志着博格达峰地区的冰川正处于物质严重亏损的状态,直接影响到 流域水资源状况.
|
| [11] |
近50 a来天山地区典型冰川厚度及储量变化 [J].
冰川储量变化与冰川水资源量变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。在GPR-3S技术支持下, 本研究基于雷达测厚数据、不同时期的高分辨率遥感影像、地形图及实测资料, 分析了天山三个典型地区四条代表性冰川近期厚度及储量变化特征, 并通过对比探讨了造成变化差异的可能原因。结果表明, 1962-2006 年乌鲁木齐河源1 号冰川厚度平均减薄0.15m a<sup>-1</sup>, 冰储量亏损26.2×10<sup>6</sup> m<sup>3</sup>, 冰川末端平均退缩3.8 m a<sup>-1</sup>;博格达峰南坡的黑沟8 号冰川在1986-2009 年间, 冰舌平均减薄0.57 m a<sup>-1</sup>, 冰储量损失了25.5×10<sup>6</sup> m<sup>3</sup>, 末端平均退缩11.0 m a<sup>-1</sup>;位于博格达峰北坡的四工河4 号冰川在1962-2009 年间冰舌平均减薄0.32 m a<sup>-1</sup>, 冰储量亏损14.0×10<sup>6</sup> m<sup>3</sup>, 末端平均后退8.0 m a<sup>-1</sup>;1964-2008 年间, 托木尔峰青冰滩72 号冰川冰舌平均减薄0.22 m a<sup>-1</sup>, 由此至少造成冰储量亏损14.1×10<sup>6</sup> m<sup>3</sup>, 末端退缩达40.0 m a<sup>-1</sup>。对比分析显示, 青冰滩72 号冰川消融退缩最为强烈, 黑沟8 号冰川次之, 与乌鲁木齐河源1 号冰川、科其喀尔冰川相差不大, 稍大于四工河4 号冰川和哈密庙尔沟冰川。这种差异可能与区域气候变化和冰川物理特征有直接关系。
|
| [12] |
遥感影像的冰川信息提取方法对比 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1672-4623.2010.03.015 URL [本文引用: 1] 摘要
以林芝地区为例,首先利用 2001年10-12月ETM+遥感数据、地质图和DEM数据,经过遥感图像预处理生成冰川信息提取的基础影像。在此基础上采用波段比值法、主成分分析 法、光谱角制图法、非监督分类法、监督分类法等进行冰川信息的自动提取,对各种提取方法进行了对比。结果表明,监督分类提取的冰川信息图像清晰、层次分 明、分类边界清楚、满足冰川地貌解译的要求。最后通过实例分析得出监督分类法在提取林芝地区冰川信息时获得了较好的应用效果。
|
| [13] |
Khalsa S J S,et al.The GLIMS geospatial glacier database:A new tool for studying glacier change [J].https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2006.07.018 URL [本文引用: 1] 摘要
The Global Land Ice Measurement from Space (GLIMS) project is a cooperative effort of over sixty institutions world-wide with the goal of inventorying a majority of the world's estimated 160 000 glaciers. Each institution (called a Regional Center, or RC) oversees the analysis of satellite imagery for a particular region containing glacier ice. Data received by the GLIMS team at the National Snow and Ice Data Center (NSIDC) in Boulder, Colorado are ingested into a spatially-enabled database (PostGIS) and made available via a website featuring an interactive map, and a Web-Mapping Service (WMS). The WMS, an Open Geospatial Consortium (OGC)-compliant web interface, makes GLIMS glacier data available to other data servers. The GLIMS Glacier Database is accessible on the World Wide Web at " http://nsidc.org/glims/". There, users can browse custom maps, display various data layers, query information within the GLIMS database, and download query results in different GIS-compatible formats. Map layers include glacier outlines, footprints of ASTER satellite optical images acquired over glaciers, and Regional Center information. The glacier and ASTER footprint layers may be queried for scalar attribute data, such as analyst name and date of contribution for glacier data, and acquisition time and browse imagery for the ASTER footprint layer. We present an example analysis of change in Cordillera Blanca glaciers, as determined by comparing data in the GLIMS Glacier Database to historical data. Results show marked changes in that system over the last 30 years, but also point out the need for establishing clear protocols for glacier monitoring from remote-sensing data.
|
| [14] |
|
| [15] |
Glacial cover mapping(1987-1996) of the Cordillera Blanca(Peru) using satellite imagery [J]. |
| [16] |
Monitoring glacier variations on Geladandong mountain,cebtral Tibetan Plateau, from 1969 to 2002 using remote—sensing and GIS technologies [J]. |
| [17] |
新疆近50 a来气温的蒸发变化 [J].
根据77处国家水文、气象站点观测资料,分析了新疆不同地区近50a来气温和蒸发两个气候要素的变化.结果表明,新疆近50a来的气温呈上升趋势,平均增长率为0.27℃·10a<sup>-1</sup>.1987年以后的平均气温较1986年以前有明显升高,尤其是北疆西部、北部和东疆地区增幅较大,达0.6～1.6℃.新疆各季平均气温的变幅以冬季为最大,夏季最小,但各季总体上均呈上升趋势.新疆年蒸发量和干旱指数的变化总体呈下降趋势,反映出气候转湿的信号.
|
| [18] |
|
| [19] |
Extracting a climate signal from 169 glacier records [J].https://doi.org/10.1126/science.1107046 URL PMID: 15746388 [本文引用: 1] 摘要
I constructed a temperature history for different parts of the world from 169 glacier length records. Using a first-order theory of glacier dynamics, I related changes in glacier length to changes in temperature. The derived temperature histories are fully independent of proxy and instrumental data used in earlier reconstructions. Moderate global warming started in the middle of the 19th century. The reconstructed warming in the first half of the 20th century is 0.5 kelvin. This warming was notably coherent over the globe. The warming signals from glaciers at low and high elevations appear to be very similar.
|
| [20] |
基于MODIS反演祁连山七一冰川雪粒径 [J].
基于MODIS 500 m分辨率数据,利用MODTRAN 4+模型和可见光波段、近红外波段的波段比方法反演雪粒径,建立1个消融期内的雪粒径变化的时间序列,通过采集七一冰川上设立的观测点对应时间段内雪粒径 验证MODIS模拟的雪粒径值,结合位于观测点附近的气象站的气温数据,探讨气温对雪粒径的影响。结果表明,雪粒径的增长存在着明显的日变化趋势;模拟的 雪粒径普遍高于实测的雪粒径值,因此反演模型需要约为1.1倍的校正因子;气温对雪粒径的影响显著。
|
| [21] |
近百年来青藏高原冰川的进退变化 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0240.2004.05.001 URL [本文引用: 1] 摘要
近百年来, 青藏高原的冰川虽然出现过两次退缩速率减缓或相对稳定甚至小的前进阶段, 但总的过程仍然呈明显的波动退缩趋势. 随着全球气候的波动变暖, 特别是进入20世纪80年代以来的快速增温, 使高原冰川末端在近几十年间出现了快速退缩. 以高原东部和南部边缘山地的冰川变化幅度最大, 而高原中北部山区和羌塘地区的冰川变化幅度较小, 相对比较稳定. 显示出青藏高原冰川对气候变化响应的敏感性在边缘山区较中腹地区更为敏感.
|
| [22] |
1900~2007年横断山区部分海洋型冰川变化 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.11.004 URL [本文引用: 1] 摘要
横断山区7条海洋型冰川近百年 进退速度变化呈现出以退缩为总趋势的阶段性变化,具体表现为20世纪初至1930s的冰川稳定,1930s-1960s的冰川后退,1970s- 1980s的冰川稳定或减速后退,20世纪80年代中期以来的冰川后退,这与我国、北半球及横断山区同期的气候变化呈明显对应,展现出冷干阶段冰川稳定或 前进、暖湿阶段后退的态势,但各冰川的变化幅度因纬度位置、坡向、冰川规模、局地环境等而存在明显差异。1982/83年大、小贡巴冰川、海螺沟冰川冰舌 段的消融水当量分别为2710mm、3139mm和5281mm,1990/91-97/98期间海螺沟冰川冰舌段的年均消融水当量为6157mm,比 1982/83年增加了876mm。2002年夏季白水1号冰川的积雪消融量由于表碛覆盖较少表现出明显的随海拔升高而降低的特征,平均消融水当量为 1086.25mm,2008.9.19-10.13期间白水1号冰川物质平衡花竿的观测表明,花竿布设区域10月6号左右转入物质积累期,期间日均积累 深为1cm,折合水当量5mm。
|
| [23] |
1973~2010年基于RS和GIS的马兰冰川退缩与气候变化关系研究 [J].
以1973—2010年的RBV、MSS、TM和ETM＋遥感资料为信息源,通过遥感图像处理技术和目视解译方法提取冰川界限,应用GIS技术分析了位于昆仑山中段的马兰冰帽近37a冰川面积变化.结果表明：1973—2010年马兰冰帽呈退缩趋势,冰川面积减少了6.04%;冰川退缩经历由快-慢-快-慢的过程,近10a冰川退缩不显著,体现冰川变化的一个转型时期.在研究期内,马兰冰帽南北向退缩690.4m,东西向退缩84.29m.研究表明：马兰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.此外,地形条件、冰川规模都是影响冰川波动的重要因素.
|
| [24] |
Glacier Changes in the Karlik Shan, easter Tien Shan,during 1971/72-2001/02 [J].
|
| [25] |
Glacier characteristics and changes in the Sary-Jaz River Basin(Central Tien Shan, Kyrgyzstan)-1990-2010 [J].https://doi.org/10.1080/2150704X.2013.789146 URL 摘要
The water discharge from the heavily glacierized Sary-Jaz River Basin (Eastern Kyrgyzstan) is of high importance for the very arid Tarim Basin located in Xinjiang (north-western China). We investigated glacier changes in the entire Sary-Jaz River Basin, which covers a large part of the Central Tien Shan, for the period from 1990 to 2010 based on Landsat ‘TM’/‘ETM+’data. We found 1310 glaciers (>0.102km2), which covered 205502±0241.1 km2 (6518% of the entire basin) in 1990. The glaciers shrank by 77.102±0257.1 km2 (3.702±022.7%) until 2010. This is considerably lower than in most other ranges of the Tien Shan. The lowest insignificant area loss (611.502±022.7%) was found in the eastern part of the basin where the largest glaciers and highest peaks are situated. Debris-covered glaciers shrank significantly less than clean-ice glaciers of comparable size. We also identified a few advancing glaciers which show surge characteristics. Climate data from the Tien Shan weather station (361402m asl.) close to the study region ...
|
| [26] |
Glacier shrinkage in the Ebinur lake basin, Tien Shan, China,during the past 40 years [J].https://doi.org/10.3189/2014JoG13J023 URL 摘要
The Ebinur lake basin, Tien Shan, China, was described in the early 20th century as the 'Green Labyrinth'. This relatively productive area supports agriculture and stands in contrast to the regional aridity. Glacier melt runoff is an important source of water for this arid region and has played a significant role in its economic development. However, over the past 40 years the ecology and environment of the region have seriously degenerated due to human activity and climate change. To investigate changes in glacier water supply, measurements from two reference glaciers were performed and used to validate satellite data and historical data for glaciers in the water catchment. Variability in regional glacier total area and volume over the past 40 years was reconstructed from historical documents, aerial photographs and remote-sensing data. Our investigations of 446 glaciers showed that from 1964 to 2004 the total glacier area decreased by 14.7% (0.4% a), corresponding to an estimated volume change of 20.5%. During this period, the most dramatic decrease in glacier area corresponded to a rapid rise in temperature. This reduction in glacier area is accelerating and impacting the future sustainability of the region's water resources.
|
| [27] |
Glacier changes from 1964 to 2004 in the Jinghe River basin,Tien Shan [J].https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2014.02.006 URL 摘要
This study reports glacier changes in the Jinghe River basin during the period 1964–2004 based on ASTER image and topographic maps. The results show that the total area of the studied glaciers in the Jinghe River basin decreased by ~15% from 1964 to 2004. The loss in glacier length and ice volume is 229.5m and 1.17km 3 , respectively, during the period 1964–2004. The rate of glacier retreat in the Jinghe River basin is similar to that of glaciers in the eastern and central Tien Shan, but slower than the retreat rate in the Northern Tien Shan. The retreat in glacier area during the two time periods is consistent with rising temperatures in the basin, which have been increasing by an average of 0.32°C per decade. During this period there has been a general increase in glacial runoff. If glacier ice loss in the basin continues at the current rate down stream water resources will be negatively impacted.
|
| [28] |
近40 a来天山台兰河流域冰川资源变化分析 [J].Magsci 摘要
台兰河流域作为阿克苏河的支流，是以冰川融水补给为主的河流，流域面积为1 324 km<sup>2</sup>。结合1：5 万地形图、Landsat ETM+遥感影像及数字高程模型数据，通过综合计算机自动解译及目视解译的方法，将面向对象图像特征提取方法应用到该流域冰川信息提取中，并以影像叠加数字高程模型来提取表碛覆盖区的冰川末端边界，最后参照专家指导意见进行边界的再次修订，得到1972~2011 年该流域的冰川变化数据，并分析了过去近40 a来冰川变化特征及其对气候变化的响应过程。结果表明：1972~2011 年，台兰河流域冰川退缩明显，冰川总面积从435.44 km<sup>2</sup>退缩到385.38 km<sup>2</sup>，减少了50.06 km<sup>2</sup>，退缩率为11.50%，年均减少约1.25 km<sup>2</sup>，平均单条冰川面积减小0.31 km<sup>2</sup>；冰川总条数从113 条减少到109 条，消失冰川10 条，有3 条冰川分离成了9 条，其余100 条冰川都呈减小趋势。结合阿克苏和拜城气象站气象资料分析认为，台兰河流域冰川萎缩与该地区气温快速上升关系密切，气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了降水增加对冰川的补给。
|
| [29] |
近期新疆东天山冰川退缩及其对水资源影响 [J].https://doi.org/10.1007/s11769-011-0446-4 URL 摘要
新疆东疆盆地属于资源性缺水地区．流域内大部分河流的补给依赖于东天山高山区丰富的降水-9冰川融水．1981年中日联合考察和2009年中国科学院天山冰川站对该区博格达峰3条冰川考察表明，夏季消融强烈，并有加速退缩趋势．基于1962／1972年地形图及近期的ASTER和SPOT5遥感影像资料，研究了博格达山脉203条冰川和哈尔里克山75条冰川的进退情况．结果表明：在1962-2006年间博格达峰地区冰川面积减小了21．6％（0．49％a＾－1），长度平均退缩181m，冰储量减小了28％；1972-2005年间哈尔里克山冰川面积减小了10．5％（0．32％0．1），长度平均退缩166m，冰储量减小了14％．南坡冰川退缩快于北坡，其中博格达山脉南北坡冰川面积分别减小了25_3％和16．9％，哈尔里克山脉分别减小了12.3％和6．6％．小于0．5km。的冰川退缩最为强烈，而大于2km。的冰川将会成为未来径流的主要贡献者．东疆盆地水系的冰川消融总体呈增强趋势，水资源处在不断恶化之中．该地区坎儿井数量及其水量的锐减，以及有无冰川补给河流径流量的显著变化均-9上游冰川退缩有关，未来将会对下游的乌鲁木齐市和吐鲁番盆地的水资源产生影响．
|
/
| 〈 |
|
〉 |
