基于多源遥感影像的布喀达坂峰冰川变化监测与分析

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冰冻圈层是其它圈层的纽带,它的变化影响着全球气候系统的变化。随着全球气候变暖,冰冻圈层萎缩严重,研究冰川变化为气候敏感性以及水资源储量分布打下基础。布喀达坂峰位于昆仑山东段,比邻三江源区,该区域冰川变化对水资源循环、生态环境变化影响较大。为探究其变化趋势与驱动机制,本文首先利用Landsat TM/ETM+/OLI、Sentinel-2遥感影像、数字高程模型等多源遥感数据与GIS手段研究该区域2000~2019年冰川变化与气候响应的关系。主要研究工作及结论如下:(1)利用Landsat卫星遥感影像采用归一化积雪指数(NDSI)提取冰川边界,并结合中国冰川编目数据与数字高程DEM数据,分析2000~2019年布喀达坂峰冰川在规模、坡度、坡向、海拔、表碛物覆盖等方面的变化趋势。结果表明:2019年布喀达坂峰冰川共51条,总面积约为402km~2。研究时段内布喀达坂峰冰川整体总面积减少6.01km~2,年均萎缩率为0.075%/a,该区域冰川面积在近20年来呈现出明显的退缩趋势;在坡度与海拔上,该地区冰川变化主要发生在坡度较小与海拔较小的区域;在冰川覆盖类上,该区域覆盖型表碛物冰川也有所退缩,退缩主要发生在西、西北向;在坡向上,该冰川主要分布在北、东北,然而在西南与北方向退缩率最大。(2)基于2000~2019年Landsat数据与2017~2019年Sentinel-2数据采用光学影像归一化互相关的方法分别研究了布喀达坂峰地区冰川的年际与季节的流速变化,研究结果表明:布喀达坂峰冰川表面流速分布约为10~400m/a。在空间分布上,冰川流速较大值分布在冰川山脊线与冰川冰舌部分。时间上,冰川流速呈现逐年减小,导致该现象是长时间的物质亏损造成的。在季节尺度上,2017冬~2019秋季年冰川表面流速呈逐年递减趋势,且夏季流速较高,表明布喀达坂峰地区冰川流速季节特征明显,导致该现象是由于夏季温度较高。(3)基于该地区气候数据采用多元线性回归分析,研究2000~2019年该区域冰川气候时空变化特征。2000年以来,布喀达坂峰地区气温的持续上升趋势明显,增温率为0.13℃/(10a);其次,该地区降水量增加趋势不明显,这样使得该区域冰川冬季补给减弱。此外,结合布喀达坂峰冰川面积、流速数据,采用通径分析研究冰川变化与气候的响应关系;布喀达坂峰冰川流速与面积受该区域气温影响较大,降水量影响较小。因此,冰川区气温升高很是造成冰川萎缩和流速降低的主要原因。
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