地理科学  2017 , 37 (11): 1771-1777 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.11.020

Orginal Article

近50年新疆天山奎屯河流域冰川变化及其对水资源的影响

张慧12, 李忠勤1, 牟建新3, 何海迪3

1.中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站,甘肃 兰州 730000
2.中国科学院大学,北京 100049
3.西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃 兰州 730070

Impact of the Glacier Change on Water Resources in the Kuytun River Basin, Tianshan Mountains During Recent 50 Years

Zhang Hui12, Li Zhongqin1, Mu Jianxin3, He Haidi3

1. State Key Laboratory of Cryospheric Science/TianShan Glaciological Station, Northwest Institution of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730070, Gansu,China
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3.College of Geography and Environmental Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China

中图分类号:  P343.6

文献标识码:  A

文章编号:  1000-0690(2017)11-1771-07

收稿日期: 2016-11-8

修回日期:  2017-05-11

网络出版日期:  2017-11-20

版权声明:  2017 《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:  国家自然科学基金项目(41471058)资助

作者简介:

作者简介:张慧(1989-),男,内蒙古巴彦淖尔人,博士研究生,主要从事冰川变化与物质平衡研究。E-mail:zhanghuii126@126.com

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摘要

基于地形图、遥感影像、气象与水文资料,对气候变化背景下奎屯河流域近50 a冰川变化及其对水资源的影响进行了研究。结果表明:1964~2015年该流域冰川面积减小了约65.4 km2,冰储量亏损了约4.39 km3,且2000年后冰川消融与退缩加快。消融期内正积温增大带来的冰川物质支出(消融)高于源自年内降水的冰川物质收入(积累)是造成该流域冰川消融与退缩的主要原因。1964~2010年该流域径流年际变化总体呈上升趋势,1993年后径流增加趋势显著,且周期性丰枯变化发生了改变。52 a间该流域冰储量亏损引发的水资源损失量达39.5×108m3,年均亏损量约占多年平均径流量的12%,且20世纪80年代后冰川融水在径流中所占比重增大。

关键词: 奎屯河流域 ; 冰川退缩 ; 气候变化 ; 径流变化 ; 冰川融水

Abstract

Based on topographic maps, remote sensing images, meteorological and hydrological data, glacier change and its impact on water resources are investigated in the Kuytun River Basin under the background of climatic change. Results show that glacier area decreased by 65.4 km2 with a retreating rate of -32.6%, 31 glaciers disappeared, and mean glacier area reduced by 0.19 km2 from 1964 to 2015. Loss of glacier volume is approximately 4.39 km3 with an annual loss rate of 0.084 km3 in 52 years. APAC(Annual percentage of area change)increases since 2000,which indicates that accelerated glacier shrinkage is observed.

Annual mean temperature in the basin exhibits a marked rising trend over the study period with a tendency rate of 0.39℃/10a. Results of MK(Mann-Kendall) mutation test indicate that mutation point of annual mean temperature occurs in 1988, and annual mean temperature increased rapidly since 1988.There is no mutation year for annual precipitation, which exhibits a slightly decreased tendency from 1964 to 2009. Present-day glacier shrinkage is a mix response to past and current climate fluctuation, and glacier ablation is highly correlated to the positive accumulated temperature over the ablation period, while accumulation is originated from the annual precipitation. The analysis shows that expenditure of glacier mass (ablation) caused by the positive accumulated temperature increase during the ablation period larger than mass income (accumulation) originated from annual precipitation is the main reason for glacier retreat.

There is a rising trend for annual runoff with a tendency rate of 0.13×108m3/10a from 1964 to 2010, and mean annual runoff is approximately 6.54×108m3. Annual runoff is on the decline from 1964 to 1993, but displays an upward tendency since 1993. Results of wavelet analysis show that there exists the periodic fluctuation of 3-15 years approximately for annual runoff, which also change since 1993, and maximum wet season appears in the period of 1995-2000. Results of MK mutation test show that no mutation year is found for annual runoff in 47 years.

Net loss of water resources caused by glacier ablation is approximately 39.5×108m3 with an annual loss rate of 0.76×108m3/a, which accounts for 12% of mean annual runoff over the study period. Affected by climatic warming, glacial meltwater increased since 1980s and its proportion in annual runoff rose. Besides, glacier coverage of the basin decreased by 3.4% in 52 years. With the ice loss gradually, the contribution of glacial meltwater to runoff would decrease step by step in the future forecasting warming scenario. Despite the importance of glacier for the local hydrological cycle, there is urgent necessity to reinforce the monitoring and study of glacier status, which could provide the better decision-making value for assessment, allocation and sustainable utilization of local water resources.

Keywords: the Kuytun River Basin ; glacier retreat ; climatic change ; runoff variation ; glacial melt water

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张慧, 李忠勤, 牟建新, 何海迪. 近50年新疆天山奎屯河流域冰川变化及其对水资源的影响[J]. 地理科学, 2017, 37(11): 1771-1777 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.11.020

Zhang Hui, Li Zhongqin, Mu Jianxin, He Haidi. Impact of the Glacier Change on Water Resources in the Kuytun River Basin, Tianshan Mountains During Recent 50 Years[J]. Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(11): 1771-1777 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2017.11.020

冰川是新疆水资源的重要组成部分[1,2],冰川融水约占全疆多年平均地表水资源的25%以上[2],是影响区域社会经济及可持续发展的重要因素[3]。作为“天然固态水库”的冰川,以固态形式贮存降水,以融水形式参与河川径流,并对多年河川径流起调节与维稳作用[4]。冰川是气候变化的产物,对气候变化反应敏感[5]。受气候变化影响,近50 a新疆大部分冰川处于退缩状态[2],冰川加速消融使得冰川融水增多,冰量持续亏损,对下游河流的水量、水文时刻及变化性等水文特征产生不同程度的影响[4,6]。此外消融期内冰川融水急剧增多使得冰川洪水、冰湖溃决洪水等自然灾害发生频次增多,强度增大,严重危害当地居民的生命财产与生产生活[7]。因此,亟待开展相关的监测与研究。

奎屯河下游流经奎-独-乌金三角区域(乌苏市、奎屯市与独山子区),该区为天山北坡经济带的重要组成部分,北疆重要的交通枢纽、工业基地、大型灌溉农业区,对天山北坡经济带发展起到了重要的推动作用[8]。然而随着社会经济发展,人口增多,耕地面积扩大,水资源开发利用强度不断增大,使得下游水资源供需矛盾加剧,生态环境恶化。面对资源性缺水与突出的水供需矛盾,加强对该流域水资源,尤其是河源区冰川的监测与研究具有迫切而现实的意义。

对于该流域的气候、径流、冰川变化及其相互影响,前人已开展相关研究[9~13],但由于侧重点不同或资料所限,仍有待深入探讨。因此本研究以地形图、遥感影像、气象与水文资料为基础,对该流域近50 a冰川、气候及径流变化特征进行了分析,以探讨气候变暖背景下冰川加速消融对该流域水资源的影响。

1 研究区概况

奎屯河流域地处天山中部,位于天山支脉依连哈比尔尕山北坡,准噶尔盆地的西南边缘,西距乌鲁木齐市约220 km。流域总面积约4 000 km2,介于83°30′~85°08′E,43°30′~45°00′N之间,干流全长约220 km[9]图1)。研究所选取的奎屯河流域为奎屯河水系下的最大子流域,径流量约占整个流域多年平均径流量的50%[12],集水面积达1 945 km2,多年平均径流量为6.70×108m3[9]

图1   研究区位置

Fig.1   Location of the study area

奎屯河属降水与冰雪融水混合补给型河流,径流年内分配不均,75.1%集中在6~9月,且季节差异显著[9]。该流域深居大陆内部,大陆性气候特征显著,冬寒夏热,降水主要集中于夏季。冰川编目资料显示[10],281条冰川发育于该流域,面积达147 km2,储量为7.57 km3。最大的冰川面积为7.6 km2,平均冰川面积为0.65 km2。冰川类型多样,悬冰川数量众多,山谷冰川分布较广,平均冰川面积较小。

2 数据与方法

2.1 数据源

本研究选用的地形图数据摄于1964年,调绘于1967年,比例尺为1:5万,等高距为20 m。经电子扫描后获取其栅格图像,并借助GIS软件进行几何精校正,校正均方根误差在1个像元左右。Landsat影像数据来自于USGS(U.S. Geological Survey,http://www.usgs.gov)数据共享平台,共4景(表1)。

表1   遥感影像信息

Table 1   Information of remote sensing images

ID接收年份传感器分辨率
(m)
轨道号
LE71440302000220SGS002000年ETM+30144/30
LE71450302000179EDC002000年ETM+30145/30
LE71440302015197NPA002015年ETM+30144/30
LC81450302015196LGN002015年OLI/TIRS30145/30

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数字高程模型为SRTM(Shuttle Radar Topography Mission),源于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站(http://datamirror.csdb.cn),由美国太空总署和国防部国家测绘局联合测量。该数据为修订版V4.1版本,分辨率为90 m,绝对高程精度和绝对平面精度分别为±16 m与±20 m。

由于山区气象资料缺乏,故选用乌苏气象站的气温数据反映流域气温变化,同时利用山区将军庙水文站的降水数据反映流域降水变化。乌苏气象站的气温资料源于中国气象数据网(http://cdc.cma.gov.cn)。山区降水与径流资料均由将军庙水文站提供,该站为干流上的首个水文站,集水面积大,能较好地反映该流域多年径流变化。

2.2 方法

1) 冰川边界提取。以1:5万的地形图为参考对遥感影像进行了几何校正,误差控制在1个像元以内。为了更好的区分雪斑与冰川,对遥感影像进行锐化与增强处理,在GIS软件中采用目视解译的方法对冰川边界进行勾勒。为提高识别精度,对于表碛发育的冰川区采用DEM叠加影像的方法,并结合冰川学知识与野外经验,完成冰川边界的识别与矢量化。

研究表明传感器和图像配准误差是影响冰川边界提取精度的主要因素[14,15],冰川面积提取误差由如下公式计算获取:

UA=2λλ2+ε2(1)

式中,UA为面积提取误差;λ为影像分辨率;ε为配准误差。计算得出,单条冰川面积提取误差为±0.002 5 km2

采用已有经验公式估算流域冰川厚度与储量[16],悬冰川选用公式(2),其余类型冰川采用公式(3):

H=34.4A0.45(2)

H=-11.32+53.21A0.3(3)

式中:H为冰川平均厚度;A为冰川面积。冰川储量由公式(4)求得:

V=1nHiAi1000(4)

式中:V为流域冰川总储量(km3);Hi为单条冰川平均厚度(m);Ai为单条冰川面积(km2);i为流域冰川总条数。

2) 气象与水文资料的趋势分析与突变性检验。采用一元线性回归法与MK(Mann Kendall)法对气温与降水变化进行了趋势分析与突变性检验,为保证结果准确性,利用滑动T检验和Yamamoto法对突变点进行了真伪验证。利用一元线性回归趋势法与差积曲线法反映径流的多年变化趋势,并利用Morlet小波变换法分析径流在多时间尺度下的周期变化。

3 结果

3.1 冰川面积与储量变化

1964~2015年奎屯河流域冰川总面积由200.5 km2减至135.1 km2,减少了约65.4 km2,面积变化率为-32.6%;冰川条数由293条减至262条,减少了31条;平均冰川面积由0.68 km2减小为0.49 km2。其中1964~2000年该流域冰川面积减少了约44.5 km2,年均面积变化率为-0.6%;2000~2015年该流域冰川面积减少了约20.9 km2,年均面积变化率为-0.8%(图2)。

图2   1964~2015年奎屯河流域冰川面积与储量变化

Fig.2   Variation of glacial area and volume in the Kuytun River Basin during 1964-2015

1964~2015年奎屯河流域冰川储量共减少了约4.39 km3,年均亏损约0.086 km3,亏损比例达39.8%。1964~2000年该流域冰川储量亏损了约2.85 km3,年均亏损率为0.72%;2000~2015年该流域冰川储量亏损了约1.54 km3,年均亏损率为1.3%。结果表明,该流域冰川面积与储量总体呈减小与亏损态势,且2000年后冰川消融与退缩加快。

3.2 流域气候变化

1964~2015年该流域年均气温总体呈上升趋势,且增温显著,倾向率达0.39℃/10a(图3)。该流域四季气温变化也均表现出上升趋势,其中冬季增温最显著(0.54℃/10a),其次是春季(0.43℃/10a)与秋季(0.45℃/10a),夏季(0.17℃/10a)最低。MK突变性检验结果表明,在0.01显著性检验水平之下,气温突变点出现于1988年,1988年之后增温趋势更为显著。

图3   奎屯河流域气温(1964~2015年)和降水(1964~2009年)变化

Fig.3   Variation of temperature(1964-2015) and precipitation(1964-2009) in the Kuytun River Basin

1960~2009年该流域降水整体呈小幅下降趋势,多年平均降水量为212.5 mm(图3)。四季中仅有夏季降水呈增加趋势(1.8 mm/10a),冬季(-0.23 mm/10a)、春季(-2.1 mm/10a)与秋季(-0.35 mm/10a)均呈下降趋势。夏季降水量最多,占年降水量的55%;其次是春季与秋季,分别占年降水量的27%和13%;冬季最少,仅占年降水量的5%。MK突变性检验结果表明,在0.01显著性检验水平之下,降水未发生突变。

3.3 径流变化

1964~2010年该流域径流年际变化总体呈上升趋势,上升倾向率为0.13×108m3/10a,年均径流量为6.54×108m3。差积曲线向下时,表示径流减少,反之表示增加。差积曲线反映出该流域径流变化大体上经历了2个阶段:1964~1993年径流总体呈下降趋势,但存在明显的阶段性波动;1994~2010年径流表现出显著的上升趋势(图4)。

图4   奎屯河流域年径流及差积曲线变化

Fig.4   Variation of annual runoff and accumulated diffference curve in the Kuytun River Basin

小波分析结果表明,1993年前该流域径流演变过程中存在3~15 a左右的周期性丰枯震荡,但1993年后周期性丰枯变化发生了改变,并于1995~2000年出现了研究时段内的最大丰水期(图5)。MK突变性检验结果表明,在0.01显著性检验水平之下,径流未发生突变。

图5   奎屯河流域年径流小波系数

Fig.5   Wavelet coefficient of annual runoff in the Kuytun River Basin

4 冰川变化对水资源的影响

作为“固体水库”的冰川,首先自身能以固态的形式储存一定数量的水资源,其次冰川融水是河川径流的重要来源之一,且对径流的季节、年际或年代变化具有调节作用。因此冰川变化对水资源的影响主要体现在2个方面:一是冰川储量盈亏引起的净冰川资源变化;二是冰川进退引发的末端产流面积增减,进而对冰川径流变化产生影响[17]。此处冰川径流是指水文年内在冰川积累区与消融期区内的冰川融水径流,不包括裸露山坡和当年降落在冰川上的夏季降水径流[17,18]

研究期内该流域冰川储量减少了约4.39 km3,折合水当量为39.5×108m3,年均减少0.76×108m3,约占多年平均径流量的12%。1964~2000年该流域冰川储量减少了约2.85 km3,折合水当量约25.7×108m3,年均亏损约0.69×108m3,约占多年平均径流量的11%。2000~2015年该流域冰川储量减少了约1.54 km3,折合水当量为13.9×108m3,年均减少0.87×108m3,约占多年平均径流量的13%。期间该流域冰川覆盖度减小了3.4%。

5 讨论

冰川消融取决于气温的高低,积累取决于降水的多寡,二者组合共同决定了冰川的发育与演化[17]。冰川退缩是冰川对过去与当下气候变化的综合响应[19],冰川年内积累与降水呈正相关,而消融期内正积温是影响冰川消融的关键因素[20]

1964~2009年该流域消融期(5月初至8月末)内气温呈上升趋势(0.2℃/10a),正积温显著增大,而年降水却呈现出小幅下降趋势。分析表明,消融期内正积温增大带来的物质支出(消融)高于源自年内降水的物质收入(积累)是造成该流域冰川加速消融与退缩的主要原因。受气候变暖影响,2000年后该流域冰川消融与退缩加快,径流也于1993年后呈现出显著的上升趋势,且周期性丰枯变化发生了改变。20世纪80年代后冰川融水径流增多,在径流中所占比重上升[9],使得径流在降水小幅下降的情况下,仍表现出上升趋势,表明该流域冰川对径流具有调节与维稳作用。

冰川对径流的影响随着流域冰川覆盖度的升高而增大[21],因此若冰川持续退缩,当物质平衡线高度超出冰川海拔上界时,冰川末端的产流面积会随冰川面积的缩减而逐步减小,同时冰川融水也会随冰川储量的亏损而逐步减少,直至消失。因此,在未来预估的升温情景下,冰川径流将经历由多到少的过程。

6 结论

1) 1964~2015年奎屯河流域冰川面积减少了约65.4 km2,面积变化率为-32.6%;冰川总储量共减少了约4.39 km3,亏损比例达39.8%。期间该流域冰川面积与储量总体呈减小与亏损态势,且2000年后冰川消融与退缩加快。消融期内正积温增大带来的冰川物质支出(消融)高于源自年内降水的冰川物质收入(积累)是造成该流域冰川消融与退缩的主要原因。

2) 1964~2010年该流域径流年际变化总体呈上升趋势,1993年后径流增加趋势显著,且周期性丰枯变化发生了改变。期间该流域冰储量亏损造成的水资源亏损量约为39.5×108m3,年均亏损量约占多年平均径流量的12%,且20世纪80年代后冰川融水在径流中所占比重上升。因此在气候变暖背景下,加强各流域冰川的监测与研究能够为下游地区水资源评估、调配及可持续利用提供较好的决策价值。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] 胡汝骥, 姜逢清, 王亚俊.

新疆雪冰水资源的环境评估

[J].干旱区研究, 2003, 20(3): 187-191.

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

新疆是世界上唯一环绕沙漠,戈壁荒漠分布着大量山岳冰川的特别地区.境内有现代冰川18 499条,冰川面积25 342km2,冰储量26 831.1×108m3.冰川面积占全国冰川总面积的42.7%,占西北地区冰川总面积的91.4%,是世界中纬度地带山岳冰川最多的地区.新疆山岳冰川具有拦截和凝结外来水汽与内循环系统中的水汽,增加山地降水的作用.它是干旱山地生态系统与环境的忠实"捍卫者",更是新疆水资源的重要组成部分,具有稳定河川径流的调节作用.随着新疆气候20世纪80年代中后期出现由暖干向暖湿转变,特别以天山西部最为典型和明显,这就为新疆山地生态系统与环境的良性循环创造了机遇.同时,为未来冰川生命的健康发展,提供了物质基础和环境条件.因此,不必为其消失而担忧.

[Hu Ruji, Jiang Fengqing, Wang Yajun.

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新疆是世界上唯一环绕沙漠,戈壁荒漠分布着大量山岳冰川的特别地区.境内有现代冰川18 499条,冰川面积25 342km2,冰储量26 831.1×108m3.冰川面积占全国冰川总面积的42.7%,占西北地区冰川总面积的91.4%,是世界中纬度地带山岳冰川最多的地区.新疆山岳冰川具有拦截和凝结外来水汽与内循环系统中的水汽,增加山地降水的作用.它是干旱山地生态系统与环境的忠实"捍卫者",更是新疆水资源的重要组成部分,具有稳定河川径流的调节作用.随着新疆气候20世纪80年代中后期出现由暖干向暖湿转变,特别以天山西部最为典型和明显,这就为新疆山地生态系统与环境的良性循环创造了机遇.同时,为未来冰川生命的健康发展,提供了物质基础和环境条件.因此,不必为其消失而担忧.
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新疆冰川近期变化及其对水资源的影响研究

[J]. 第四纪研究, 2010, 30(1): 96-106.

Magsci      [本文引用: 3]      摘要

<p>新疆的冰川水资源居全国第一,在新疆水资源构成和河川径流调节方面占有重要地位。最近30多年来,随着气温升高,冰川出现了剧烈的消融退缩,冰川融水径流量普遍增加,并对气温的依赖性增强。文章基于最新冰川观测研究资料,阐述新疆冰川的近期变化,分析对水资源的影响。研究表明,所研究的1800条冰川,在过去26~44年间,总面积缩小了11.7%,平均每条冰川缩小0.243km<sup>2</sup>,末端退缩速率5.8m/a。冰川在不同区域的缩小比率为8.8%~34.2%,单条冰川的平均缩小量为0.092~0.415km<sup>2</sup>,末端平均后退量为3.5~10.5m/a。由于新疆各流域中冰川的分布、变化特征,以及融水所占河川径流的比例不同,因此,未来气候变化对新疆各个区域水资源的影响程度和表现形式是不同的。分析表明,在塔里木河流域,冰川水资源具有举足轻重的作用,但是,一旦冰川消融殆尽,对该地区将产生灾难性影响,现今该区冰川消融正盛,估计在今后30~50年,只要保持升温,冰川融水量仍会维持。未来20~40年,天山北麓水系中,1km<sup>2</sup>左右的小冰川趋于消失,大于5km<sup>2</sup>冰川消融强烈,因此,以小冰川居多的河流受冰川变化的影响较大。东疆盆地水系中的冰川数量少,并处在加速消融状态,河川径流对冰川的依赖性强,冰川的变化已经对水资源量及年内分配产生影响,水资源已经处在不断恶化之中。对于伊犁河与额尔齐斯河流域,未来冰川变化对水资源的影响在数量上可能有限,但会大大削弱冰川融水径流的调节功能。而气候变化对积雪水资源的影响和可能造成的后果应该予以特别关注。</p>

[Li Zhongqin, Li Kaiming, Wang Lin.

Study on recent glacier changes and their impact on water resources in Xinjiang, North Western China.

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<p>新疆的冰川水资源居全国第一,在新疆水资源构成和河川径流调节方面占有重要地位。最近30多年来,随着气温升高,冰川出现了剧烈的消融退缩,冰川融水径流量普遍增加,并对气温的依赖性增强。文章基于最新冰川观测研究资料,阐述新疆冰川的近期变化,分析对水资源的影响。研究表明,所研究的1800条冰川,在过去26~44年间,总面积缩小了11.7%,平均每条冰川缩小0.243km<sup>2</sup>,末端退缩速率5.8m/a。冰川在不同区域的缩小比率为8.8%~34.2%,单条冰川的平均缩小量为0.092~0.415km<sup>2</sup>,末端平均后退量为3.5~10.5m/a。由于新疆各流域中冰川的分布、变化特征,以及融水所占河川径流的比例不同,因此,未来气候变化对新疆各个区域水资源的影响程度和表现形式是不同的。分析表明,在塔里木河流域,冰川水资源具有举足轻重的作用,但是,一旦冰川消融殆尽,对该地区将产生灾难性影响,现今该区冰川消融正盛,估计在今后30~50年,只要保持升温,冰川融水量仍会维持。未来20~40年,天山北麓水系中,1km<sup>2</sup>左右的小冰川趋于消失,大于5km<sup>2</sup>冰川消融强烈,因此,以小冰川居多的河流受冰川变化的影响较大。东疆盆地水系中的冰川数量少,并处在加速消融状态,河川径流对冰川的依赖性强,冰川的变化已经对水资源量及年内分配产生影响,水资源已经处在不断恶化之中。对于伊犁河与额尔齐斯河流域,未来冰川变化对水资源的影响在数量上可能有限,但会大大削弱冰川融水径流的调节功能。而气候变化对积雪水资源的影响和可能造成的后果应该予以特别关注。</p>
[3] 沈永平,苏宏超,王国亚,.

新疆冰川积雪对气候变化的响(I):水文效应

[J]. 冰川冻土, 2013, 35(3): 513-527.

https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0061      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>新疆是我国冰川、积雪资源最为丰富的地区, 冰川和积雪融水在水资源构成中占有重要的地位, 其对气候变化的响应使得河流水文过程发生明显的变化, 对新疆干旱区的水资源利用和管理产生重大影响.新疆高山流域产流占地表径流的80%以上, 其中冰川和积雪融水径流在总径流中的比例可达45%以上, 积雪和冰川融水是河流的主要补给来源.在新疆北部的阿尔泰山和天山北坡河流主要以融雪径流补给为主, 而在天山南坡、昆仑山、喀喇昆仑山和天山北坡的伊犁河流域的河流以冰川融水补给为主;以融雪径流为主要的河流主汛期在春季到夏初, 而冰川融水补给的河流夏季是主汛期.随着新疆气候向暖湿转变, 高山流域的水文过程对气候变暖和积雪增加产生明显的响应:以积雪为主补给的河流, 水文过程对气候变暖的响应表现为最大径流前移, 夏季径流减少明显;以冰川融水补给的河流, 径流响应表现为6-9月汛期径流量明显增大, 汛期洪水增多, 年流量增加.由于不同补给类型河流的水文过程发生变化, 其相应对下游的水资源供给和洪水安全管理产生了重大影响, 在水资源管理方面需要适应气候变化对水文过程的调整, 减缓气候变化对水资源安全的影响.</p>

[Shen Yongping, Su Hongchao, Wang Guoya et al.

The responses of glaciers and snow cover to climate change in Xinjiang (I): hydrological effects.

Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(3): 513-527.]

https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0061      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>新疆是我国冰川、积雪资源最为丰富的地区, 冰川和积雪融水在水资源构成中占有重要的地位, 其对气候变化的响应使得河流水文过程发生明显的变化, 对新疆干旱区的水资源利用和管理产生重大影响.新疆高山流域产流占地表径流的80%以上, 其中冰川和积雪融水径流在总径流中的比例可达45%以上, 积雪和冰川融水是河流的主要补给来源.在新疆北部的阿尔泰山和天山北坡河流主要以融雪径流补给为主, 而在天山南坡、昆仑山、喀喇昆仑山和天山北坡的伊犁河流域的河流以冰川融水补给为主;以融雪径流为主要的河流主汛期在春季到夏初, 而冰川融水补给的河流夏季是主汛期.随着新疆气候向暖湿转变, 高山流域的水文过程对气候变暖和积雪增加产生明显的响应:以积雪为主补给的河流, 水文过程对气候变暖的响应表现为最大径流前移, 夏季径流减少明显;以冰川融水补给的河流, 径流响应表现为6-9月汛期径流量明显增大, 汛期洪水增多, 年流量增加.由于不同补给类型河流的水文过程发生变化, 其相应对下游的水资源供给和洪水安全管理产生了重大影响, 在水资源管理方面需要适应气候变化对水文过程的调整, 减缓气候变化对水资源安全的影响.</p>
[4] 李治国, 姚檀栋, 田立德.

国内外冰川变化对水资源影响研究进展

[J]. 自然资源学报, 2008, 23(1): 1-8.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2008.01.001      URL      Magsci      [本文引用: 2]      摘要

冰川是重要的淡水资源,其变化不仅对高山及周边地区水资源有重要影响,而且还是影响海平面上升的重要因素,从而成为人们关注的焦点。论文总结了国内外相关研究进展,讨论了研究中存在的主要问题,认为国内的研究范围与深入程度与国外相比仍存在很大差距,突出表现在冰川融化对水资源影响的作用过程与机理研究很少,预测模型在种类、概念框架及技术手段等方面发展滞后。未来西部冰川水资源变化的社会经济与环境影响是西部大开发必须考虑的内容,因此急需加强相关监测与研究。

[Li Zhiguo, Yao Tandong, Tian Lide.

Progress in the research on impact of glacial change on water resources.

Journal of Natural Resources, 2008, 23(1): 1-8.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-3037.2008.01.001      URL      Magsci      [本文引用: 2]      摘要

冰川是重要的淡水资源,其变化不仅对高山及周边地区水资源有重要影响,而且还是影响海平面上升的重要因素,从而成为人们关注的焦点。论文总结了国内外相关研究进展,讨论了研究中存在的主要问题,认为国内的研究范围与深入程度与国外相比仍存在很大差距,突出表现在冰川融化对水资源影响的作用过程与机理研究很少,预测模型在种类、概念框架及技术手段等方面发展滞后。未来西部冰川水资源变化的社会经济与环境影响是西部大开发必须考虑的内容,因此急需加强相关监测与研究。
[5] 段建平, 王丽丽, 任贾文, .

近百年来中国冰川变化及其对气候变化的敏感性研究进展

[J]. 地理科学进展, 2009, 28(2): 231-237.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.02.010      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>冰川变化是气候变化的产物,也是气候变化的指示器。在全球变暖的背景下,近百年来我国冰川消融强烈, 以退缩为主。本文对近百年来我国冰川末端退缩、物质平衡变化和冰川面积变化方面的研究成果进行了综合分析, 从时间和空间两方面探讨了我国冰川变化对气候变化响应的敏感性。结果表明,我国冰川末端变化对气候变化的 响应在时间上要滞后10~20 年,冰川末端退缩、物质平衡变化和面积变化的幅度在青藏高原边缘和周边地区要大 于高原内部,对气候变化响应的敏感性也由内部向边缘增强。最后指出了我国冰川变化研究中存在的主要问题及 今后发展趋势。</p>

[Duan Jianping, Wang Lili, Ren Jiawen et al.

Progress in glacier variations in China and its sensitivity to climatic change during the past century.

Progress in Geography, 2009, 28(2): 231-237.]

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2009.02.010      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>冰川变化是气候变化的产物,也是气候变化的指示器。在全球变暖的背景下,近百年来我国冰川消融强烈, 以退缩为主。本文对近百年来我国冰川末端退缩、物质平衡变化和冰川面积变化方面的研究成果进行了综合分析, 从时间和空间两方面探讨了我国冰川变化对气候变化响应的敏感性。结果表明,我国冰川末端变化对气候变化的 响应在时间上要滞后10~20 年,冰川末端退缩、物质平衡变化和面积变化的幅度在青藏高原边缘和周边地区要大 于高原内部,对气候变化响应的敏感性也由内部向边缘增强。最后指出了我国冰川变化研究中存在的主要问题及 今后发展趋势。</p>
[6] 陈亚宁, 徐长春, 杨余辉, .

新疆水文水资源变化及对区域气候变化的响应

[J]. 地理学报, 2009, 64(11): 1331-1341.

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.11.005      URL      [本文引用: 1]      摘要

基于全疆8条代表性河流近50年的地表径流、气温和降水数据,采用Mann-Kendall趋势检验和突变检测法,对各条河流地表径流、年均气温和年降水进行了长期趋势检验和突变滗分析,同时对径流与气温、降水之间的变化关系以及水文极端事件洪水的发生频次和洪峰流量进行了分析.结果表明,20世纪80年代中期以来伞疆各地气候一致表现为气温升高和降水增多,其中北疆地区变化最为显著,南疆其次,东疆最小.受气温、降水变化影响,河流径流发生年际和年内分布变化.大部分河流自20世纪90年代初水量显著增多,有春汛提前、夏汛推后和洪峰流量增大的现象,其变化特征与河流补给类型密切相关.全疆洪水发生频次增多、洪峰流最增大.气候变暖已对区域水文循环产生重要影响.

[Chen Yaning, Xu Changchun, Yang Yuhui et al.

Hydrology and water resources variation and its responses to regional climate change in Xinjiang.

Acta Geographica Sinica, 2009, 64(11): 1331-1341.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2009.11.005      URL      [本文引用: 1]      摘要

基于全疆8条代表性河流近50年的地表径流、气温和降水数据,采用Mann-Kendall趋势检验和突变检测法,对各条河流地表径流、年均气温和年降水进行了长期趋势检验和突变滗分析,同时对径流与气温、降水之间的变化关系以及水文极端事件洪水的发生频次和洪峰流量进行了分析.结果表明,20世纪80年代中期以来伞疆各地气候一致表现为气温升高和降水增多,其中北疆地区变化最为显著,南疆其次,东疆最小.受气温、降水变化影响,河流径流发生年际和年内分布变化.大部分河流自20世纪90年代初水量显著增多,有春汛提前、夏汛推后和洪峰流量增大的现象,其变化特征与河流补给类型密切相关.全疆洪水发生频次增多、洪峰流最增大.气候变暖已对区域水文循环产生重要影响.
[7] 沈永平, 苏宏超, 王国亚, .

新疆冰川积雪对气候变化的响应(II):灾害效应

[J]. 冰川冻土, 2013, 35(6): 1355-1370.

https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0151      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁. 冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区. 随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势. 在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显. 预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点. 面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策. 因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.</p>

[Shen Yongping, Su Hongchao, Wang Guoya et al.

The responses of glaciers and snow cover to climate change in Xinjiang (II): hazards effect.

Journal of Glaciology and Geocryology, 2013, 35(6): 1355-1370.]

https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0151      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>新疆地区冰川、积雪广泛分布,在其融水补给河川径流的同时,也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生,这些灾害对当地居民居住地以及重要国防干线的安全运营形成较大威胁. 冰川、积雪变化直接影响到冰雪灾害发生的程度与影响范围,新疆的冰川洪水和冰湖突发洪水灾害主要发生在塔里木河流域的喀喇昆仑山、昆仑山以及天山南坡西部一带,融雪洪水灾害主要发生在新疆北部的阿勒泰地区、塔城地区和天山北坡一带,冰川泥石流、冰雪崩灾害主要发生在帕米尔高原、天山西段和西昆仑山地区,风吹雪主要在天山中、西段地区. 随着全球气候变暖,尤其是新疆从1987年开始的气候由暖干向暖湿的转型,冰川退缩加剧,融水量增大,冰川洪水和冰川泥石流灾害随着冰川融水径流的增加而增多;而融雪洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高,其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势. 在新疆地区,冰雪灾害主要表现为冰雪洪水,已观测到近十几年来在气候变化影响下冰雪洪水发生的频次和强度有增加的趋势,塔里木河流域的冰湖溃决洪水和冰川洪水及北疆春季的冰凌和融雪洪水已对当地的生命财产和社会经济发展带来巨大危害,新疆的水资源安全、灾害等问题日益凸显. 预计未来,随着气候增温引起的冰雪融水径流的增加,相关的冰雪灾害增多,因而增加了冰雪灾害的危险程度,并可能形成若干新的灾害点. 面对气候变化诱发的众多冰川、积雪灾害,目前还缺乏对灾害监测、预测预警方面的适应对策. 因此,在全球气候变化不断加速的趋势下,冰雪灾害应引起有关方面的足够重视,加强气候变化对冰雪灾害的影响评估和适应性管理对策研究,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.</p>
[8] 邓铭江,李湘权,郑永良, .

奎屯河流域“金三角”地区工业及城镇化发展未来的水资源配置分析

[J].干旱区地理, 2012, 35(4): 527-536.

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

由独山子区、奎屯市和乌苏市组成的&ldquo;金三角&rdquo;地区,是天山北坡经济带的重要组成部分,特别是独山子区将利用中亚和克拉玛依原油资源,建成我国最大的石油化工基地。但该地区由于资源性缺水,水资源的供求矛盾日益突出。因此,在实施外流域调水工程之前,为该地区经济社会发展,研究应急水源配置方案是非常必要的。在分析研究水资源开发利用现状的基础上,对奎屯河流域&ldquo;金三角&rdquo;地区社会经济发展近、远期各业对水资源的需求进行了分析预测;根据奎屯河流域水资源禀赋条件,奎屯河流域近期可向&ldquo;金三角&rdquo;地区提供水量为1.65&times;108 m3,经水资源供需平衡分析,认为要满足&ldquo;金三角&rdquo;地区近期2020年的发展需要还缺水1.95&times;108 m3,为此提出了近期解决&ldquo;金三角&rdquo;地区供水水源和水资源配置方案,并针对行政、经济一体化管理、水资源统一管理、水权与利益补偿、应急工程建设规模等重要问题进行了分析讨论;指出奎屯河流域平原区地下水可开采量将随着灌区配套工程建设、田间及渠系渗漏补给量的减少会有所减少,而且该区域地下水位已呈明显的下降趋势,应当谨慎评估地下水的可供水量;&ldquo;金三角&rdquo;地区应急供水方案需压减奎屯河流域灌溉面积2.33&times;104 hm2,至少涉及10&times;104涉农人口的安置和补偿问题,而且工程投资大,最佳的方案还是加快外流域调水工程的实施。对于加速&ldquo;金三角&rdquo;地区新型工业化、新型城镇化建设提供水资源保障,具有一定的借鉴、指导作用。

[Deng Mingjian, Li Xiangquan, Zheng Yongliang et al.

Water resource future allocation for industry development and urbanization in Golden Triangle Zone, Kuitun River Basin.

Arid Land Geography, 2012, 35(4): 527-536.]

URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

由独山子区、奎屯市和乌苏市组成的&ldquo;金三角&rdquo;地区,是天山北坡经济带的重要组成部分,特别是独山子区将利用中亚和克拉玛依原油资源,建成我国最大的石油化工基地。但该地区由于资源性缺水,水资源的供求矛盾日益突出。因此,在实施外流域调水工程之前,为该地区经济社会发展,研究应急水源配置方案是非常必要的。在分析研究水资源开发利用现状的基础上,对奎屯河流域&ldquo;金三角&rdquo;地区社会经济发展近、远期各业对水资源的需求进行了分析预测;根据奎屯河流域水资源禀赋条件,奎屯河流域近期可向&ldquo;金三角&rdquo;地区提供水量为1.65&times;108 m3,经水资源供需平衡分析,认为要满足&ldquo;金三角&rdquo;地区近期2020年的发展需要还缺水1.95&times;108 m3,为此提出了近期解决&ldquo;金三角&rdquo;地区供水水源和水资源配置方案,并针对行政、经济一体化管理、水资源统一管理、水权与利益补偿、应急工程建设规模等重要问题进行了分析讨论;指出奎屯河流域平原区地下水可开采量将随着灌区配套工程建设、田间及渠系渗漏补给量的减少会有所减少,而且该区域地下水位已呈明显的下降趋势,应当谨慎评估地下水的可供水量;&ldquo;金三角&rdquo;地区应急供水方案需压减奎屯河流域灌溉面积2.33&times;104 hm2,至少涉及10&times;104涉农人口的安置和补偿问题,而且工程投资大,最佳的方案还是加快外流域调水工程的实施。对于加速&ldquo;金三角&rdquo;地区新型工业化、新型城镇化建设提供水资源保障,具有一定的借鉴、指导作用。
[9] 阿依努尔·孜牙别克, 高婧.

气候变化对天山北坡奎屯河高山区地表径流的影响

[J]. 冰川冻土, 2010, 32(6): 1186-1193.

Magsci      [本文引用: 5]      摘要

<FONT face=Verdana>采用奎屯河流域的乌苏、沙湾气象站1960—2009年50a来的气温、降水量资料和奎屯河将军庙水文站的降水量、径流量资料,分析了气温、降水、冰川等变化对奎屯河出山口地表径流的影响. 结果表明:将军庙水文站年降水变化与径流量呈显著正相关; 尽管气温呈上升趋势,但年径流与平原地区和出山口的气温相关不很密切,气温可通过影响蒸发增加山区消耗水量,减少径流. 然而,气温变暖会加剧冰雪消融,使冰川退缩并变薄, 特别是消耗冰川积累量来增加河川径流. 在奎屯河出山口地表年径流量中,与20世纪80年代相比,冰川径流增加了5.7%,多年平均情况下消耗冰川积累的融水径流约占冰川径流的30%. 同时,随气候变化的极值化,要注意高山地区降水减少和汛期气温降低引起河川径流减少, 降水、气温高值引起的年径流增大与洪水危害,以及引起河川径流的年际变幅增大,并对水利工程造成的影响. 有关气候变化对河川径流定量预测有待今后进一步探讨.</FONT>

[Ayinuer·Ziyabeike, Gao Jing.

Impact of climate change on the surface runoff in the Kuytun river basin on the north slope of TianShan Mountains.

Journal of Glaciology and Geocryology, 2010, 32(6): 1186-1193.]

Magsci      [本文引用: 5]      摘要

<FONT face=Verdana>采用奎屯河流域的乌苏、沙湾气象站1960—2009年50a来的气温、降水量资料和奎屯河将军庙水文站的降水量、径流量资料,分析了气温、降水、冰川等变化对奎屯河出山口地表径流的影响. 结果表明:将军庙水文站年降水变化与径流量呈显著正相关; 尽管气温呈上升趋势,但年径流与平原地区和出山口的气温相关不很密切,气温可通过影响蒸发增加山区消耗水量,减少径流. 然而,气温变暖会加剧冰雪消融,使冰川退缩并变薄, 特别是消耗冰川积累量来增加河川径流. 在奎屯河出山口地表年径流量中,与20世纪80年代相比,冰川径流增加了5.7%,多年平均情况下消耗冰川积累的融水径流约占冰川径流的30%. 同时,随气候变化的极值化,要注意高山地区降水减少和汛期气温降低引起河川径流减少, 降水、气温高值引起的年径流增大与洪水危害,以及引起河川径流的年际变幅增大,并对水利工程造成的影响. 有关气候变化对河川径流定量预测有待今后进一步探讨.</FONT>
[10] Guo wanqin, Liu Shiyin, Yao Xiaojunet al.

The Second Glacier Inventory Dataset of China(Version 1.0).

Cold and Arid Regions Science Data Center at Lanzhou, 2014. Doi: 10.3972/glacier.001.2013.db

[本文引用: 1]     

[11] 张慧, 李忠勤, 王璞玉, .

天山奎屯哈希勒根51号冰川变化及其对气候的响应

[J]. 干旱区研究, 2015, 32(1):88-93.

https://doi.org/10.13866/j.azr.2015.01.13      URL      Magsci      摘要

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。继1998年对冰川末端和运动速度的首次观测之后,相继开展了多次重复测量,完成了冰川面积测量和首次雷达厚度测量。结合冰川实测资料和已有相关研究,对自20世纪60年代以来的变化特征进行了详细分析,结果表明:1964&mdash;2006年哈希勒根51号冰川面积共减小了0.123 km2,年平均退缩率约为0.19%,相比低于天山地区的整体水平(0.31%)。冰川末端累计退缩84.51 m,年平均退缩率为2.01 m。对于冰川运动速度,1999&mdash;2006年整体偏低,各流速点的年际变化较小,且略微有下降的趋势;7 a间物质平衡年际变化较小,整体表现出沿海拔高度增加而增加的趋势。1964&mdash;2010年冰川厚度减薄了约10 m,年均变化率约为0.22 m。与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,整体消融趋势稍弱。

[Zhang Hui, Li Zhongqin Wang Puyu et al.

Variation of Haxilegen No.51 glacier at the headwater of Kuytun River in TianShan Mountains and its response to climate change.

Arid Zone Research, 2015, 32(1): 88-93.]

https://doi.org/10.13866/j.azr.2015.01.13      URL      Magsci      摘要

哈希勒根51号冰川位于新疆奎屯市以南的天山依连哈比尔尕山北坡,即奎屯河上游支流哈希勒根河源区。继1998年对冰川末端和运动速度的首次观测之后,相继开展了多次重复测量,完成了冰川面积测量和首次雷达厚度测量。结合冰川实测资料和已有相关研究,对自20世纪60年代以来的变化特征进行了详细分析,结果表明:1964&mdash;2006年哈希勒根51号冰川面积共减小了0.123 km2,年平均退缩率约为0.19%,相比低于天山地区的整体水平(0.31%)。冰川末端累计退缩84.51 m,年平均退缩率为2.01 m。对于冰川运动速度,1999&mdash;2006年整体偏低,各流速点的年际变化较小,且略微有下降的趋势;7 a间物质平衡年际变化较小,整体表现出沿海拔高度增加而增加的趋势。1964&mdash;2010年冰川厚度减薄了约10 m,年均变化率约为0.22 m。与天山乌鲁木齐河源1号冰川相比,整体消融趋势稍弱。
[12] 母敏霞, 王文科, 杜东.

新疆天山北麓奎屯河流域径流变化特征研究

[J]. 干旱区资源与环境, 2007, 21(3): 50-54.

[本文引用: 1]     

[Mu Minxia, Wang Wenke, Du dong.

Analysis on runoff supply and variation characteristics of Kuitun river basin on the north slope of Xinjiang Tianshan Mountains.

Journal of Arid Land Resources and Environment, 2007, 21(3): 50-54.]

[本文引用: 1]     

[13] 高文强, 马孝义, 张建兴, .

奎屯河出山口站径流变化趋势及其影响因子分析

[J]. 干旱区资源与环境, 2009, 23(12): 139-144.

URL      [本文引用: 1]      摘要

以奎屯河为研究对象,综合利用滑动平均法、Mann-Kendal l秩次相关检验、Spearman秩次相关检验和线性回归法对奎屯河出山口站径流量变化趋势进行分析,同时对影响径流量的气象因子进行分析。结果表明:奎 屯河径流量、降雨和气温呈显著增加的趋势,而蒸发有逐年减少的趋势;通过多元线性回归分析表明,影响径流增加的主要因素是降雨和气温,蒸发对其影响微弱。

[Gao Wenqiang, Ma Xiaoyi, Zhang Jianxing et al.

Characteristics and tendencies of annual runoff variations in Kuitun River and its influential factors.

Journal of Arid Land Resources and Environment, 2009, 23(12): 139-144.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

以奎屯河为研究对象,综合利用滑动平均法、Mann-Kendal l秩次相关检验、Spearman秩次相关检验和线性回归法对奎屯河出山口站径流量变化趋势进行分析,同时对影响径流量的气象因子进行分析。结果表明:奎 屯河径流量、降雨和气温呈显著增加的趋势,而蒸发有逐年减少的趋势;通过多元线性回归分析表明,影响径流增加的主要因素是降雨和气温,蒸发对其影响微弱。
[14] Hall D K, Bayr K J, Schöner W et al.

Consideration of the errors inherent in mapping historical glacier positions in Austria from the ground and space (1893-2001)

[J]. Remote Sensing of Environment, 2003, 86(4):566-577.

https://doi.org/10.1016/S0034-4257(03)00134-2      URL      [本文引用: 1]      摘要

The historical record of in situ measurements of the terminus positions of the Pasterze and Kleines Flei08kees glaciers in the eastern Alps of Austria is used to assess uncertainties in the measurement of decadal scale changes using satellite data. Topographic maps beginning in 1893, and satellite data from 1976 to 2001, were studied in concert with ground measurements to measure glacier changes. Ground measurements show that the tongue of the Pasterze Glacier receded 651150 m from 1893 to 2001, while satellite-derived measurements, using August 2001 Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) data registered to an 1893 topographic map, show a recession of 1300–1800 m, with an unknown error. The measurement accuracy depends on the registration technique and the pixel resolution of the sensor when two satellite images are used. When using topographic maps, an additional source of error is the accuracy of the glacier position shown on the map. Between 1976 and 2001, Landsat-derived measurements show a recession of the terminus of the Pasterze Glacier of 479±136 m (at an average rate of 19.1 m a 611 ) while measurements from the ground showed a recession of 428 m (at an average rate of 17.1 m a 611 ). Four-meter resolution Ikonos satellite images from 2000 and 2001 reveal a shrinkage of 22,096±46 m 2 in the Pasterze tongue. The nearby Kleines Flei08kees glacier lost 30% of its area between 1984 and 2001, and the area of exposed ice increased by 0.44±0.0023 km 2 , according to Landsat satellite measurements. As more recent satellite images are utilized, especially data that are geocoded, the uncertainty associated with measuring glacier changes has decreased. It is not possible to assess the uncertainty when an old topographic map and a satellite image are coregistered.
[15] 怀保娟, 李忠勤, 孙美平, .

近40a来天山台兰河流域冰川资源变化分析

[J]. 地理科学, 2014, 34(2): 229-236.

Magsci      [本文引用: 1]      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。

[Huai Baojuan, Li Zhongqin, Sun Meiping et al.

Glaciers change in the Tailan river watershed in the last 40 years.

Scientia Geographica Sinica, 2014, 34(2): 229-236.]

Magsci      [本文引用: 1]      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。
[16] 施雅风. 简明中国冰川目录[M]. 上海:上海科学普及出版社, 2005.

[本文引用: 1]     

[Shi Yafeng.Concise Chinese Glacier Inventory. Shanghai: Shanghai Scientific Popularization Press, 2005.]

[本文引用: 1]     

[17] 刘时银, 丁永建, 张勇, .

塔里木河流域冰川变化及其对水资源影响

[J]. 地理学报, 2006, 61(05): 482-490.

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2006.05.004      URL      [本文引用: 3]      摘要

在近一个世纪以来全球变暖趋势显著的背景下,1980年代中后期以来新疆等地区的降水、出山径流出现持续增加现象,冰川也呈加速萎缩状态。作者从区域冰川研究入手,研究在这种气候暖湿转变背景下,塔里木河流域冰川变化的响应及其影响。通过应用大比例尺地形图、高分辨率卫星遥感影像及航空摄影照片获得了塔里木河流域3000多条冰川1960年代初以来的变化,表明该流域近30多年来冰川呈总体萎缩状态,冰川退缩已给塔里木河流域水资源变化带来了明显的影响。

[Liu Shiyin, Ding Yongjian, Zhang Yong et al.

Impact of the glacial change on water resources in the Tarim River Basin.

Acta Geographica Sinica, 2006, 61(05): 482-490.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2006.05.004      URL      [本文引用: 3]      摘要

在近一个世纪以来全球变暖趋势显著的背景下,1980年代中后期以来新疆等地区的降水、出山径流出现持续增加现象,冰川也呈加速萎缩状态。作者从区域冰川研究入手,研究在这种气候暖湿转变背景下,塔里木河流域冰川变化的响应及其影响。通过应用大比例尺地形图、高分辨率卫星遥感影像及航空摄影照片获得了塔里木河流域3000多条冰川1960年代初以来的变化,表明该流域近30多年来冰川呈总体萎缩状态,冰川退缩已给塔里木河流域水资源变化带来了明显的影响。
[18] 杨针娘, 曾群柱. 冰川水文学[M]. 重庆: 重庆出版社, 2001.

[本文引用: 1]     

[Yang Zhenniang, Zeng Qunzhu. Glacier Hydrology.Chongqing: Chongqing Press, 2001.]

[本文引用: 1]     

[19] Marzeion B, Cogley J G, Richter K et al.

Attribution of global glacier mass loss to anthropogenic and natural causes

[J]. Science, 2014, 345(6199):919-21.

https://doi.org/10.1126/science.1254702      URL      PMID: 25123485      [本文引用: 1]      摘要

Abstract The ongoing global glacier retreat is affecting human societies by causing sea-level rise, changing seasonal water availability, and increasing geohazards. Melting glaciers are an icon of anthropogenic climate change. However, glacier response times are typically decades or longer, which implies that the present-day glacier retreat is a mixed response to past and current natural climate variability and current anthropogenic forcing. Here we show that only 25 00± 35% of the global glacier mass loss during the period from 1851 to 2010 is attributable to anthropogenic causes. Nevertheless, the anthropogenic signal is detectable with high confidence in glacier mass balance observations during 1991 to 2010, and the anthropogenic fraction of global glacier mass loss during that period has increased to 69 00± 24%. Copyright 0008 2014, American Association for the Advancement of Science.
[20] 李忠勤. 天山乌鲁木齐河源1号冰川近期研究与应用[M]. 气象出版社, 2011.

[本文引用: 1]     

[Li Zhongqin.Progress and Application of Research on Glacier No1 at Headwaters of Urumqi River, Tianshan, China. Beijing: China Meteorological Press, 2011.]

[本文引用: 1]     

[21] Kaser G, Juen I, Georges C et al.

The impact of glaciers on the runoff and the reconstruction of mass balance history from hydrological data in the tropical Cordillera Blanca, Perú

[J]. Journal of Hydrology, 2003, 282(1-4): 130-144.

https://doi.org/10.1016/S0022-1694(03)00259-2      URL      [本文引用: 1]      摘要

A 41 years series of runoff and precipitation data from the Peruvian Cordillera Blanca demonstrates the high hygric seasonality in this tropical high mountain range. In this area, glaciers have a crucial impact on runoff which is of essential importance for the highly populated and cultivated valley of the Callejon de Huaylas particularly during the dry season. Whereas the mid latitudes glacier runoff amplifies the seasonal variation of runoff, the effect of glaciers in the low latitudes is a smoothing one. It decreases clearly with the decreasing degree of glaciation. In addition, particular circumstances of this tropical environment allow the reconstruction of a glacier mass balance history from the hydrological data for the second half of the 20th century. It shows a high synchronicity with the global trend of periods with glacier mass loss and gain. Comparison with length variations of three individual glaciers indicate a rather fast reaction of these glaciers to changes in mass balance. Although the mass balance variations show some differences among the individual catchment basins, the over all trend is uniform. A general positive correlation of mass balance variations with SOI is obvious but not regular.

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