基于ICESat-1&2数据的亚洲高山区冰川表面高程变化研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ribenandchina
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
冰川是气候变化的敏感指标,其对区域水循环、人类生存和社会发展具有重要影响。亚洲高山区是中纬度地区冰川分布最为集中的地区,被称为地球“第三极”。全球变暖导致了亚洲高山区冰川发生了巨大的变化。研究冰川的变化对局部地区的水循环、水资源、灾害防治、社会发展具有重要意义,尤其是干旱和半干旱地区,冰川融水是重要的水源之一。冰川高程变化是冰川变化最为重要的因子之一,冰川高程变化受气候因素和冰川表面性质的影响,是冰川物质平衡变化的一种度量。现有的有关冰川高程变化的研究多集中于冰川高程年际间变化,而对于冰川年际间和年内变化的共同研究仍然较少,而通过年际间和年内两个角度可以更清楚地理解冰川变化的规律。本研究通过同时考虑不同高程和不同坡向上冰川高程变化的差异,提出了一种新的冰川高程变化估算方法—“高程坡向分箱分析法”,并使用冰、云和陆地高程卫星(Ice,Cloud and land Elevation Satellite,ICESat-1&2)数据和航天飞机雷达地形任务(Shuttle Radar Terrain Mission,SRTM)数字高程模型(digital elevation model,DEM)估算了2003–2020年亚洲高山区冰川高程年际间和年内变化。主要研究成果如下:(1)通过ICESat-1&2数据以及SRTM DEM数据计算了2003–2008年以及2003–2020年亚洲高山区冰川高程变化速率以进行冰川高程年际间变化分析。冰川高程年际间变化结果显示2003–2020年冰川高程年际间变化具有较大的空间分布差异。冰川高程降低主要发生在亚洲高山区的边缘区域,其中念青唐古拉山地区冰川高程降低最多,而西昆仑地区冰川高程有所增加。在亚洲高山区大多数地区,冰川高程都呈现加速下降趋势,但在西部兴都库什、帕米尔等地区,冰川高程下降速率呈现放缓趋势。总体而言,整个亚洲高山区冰川高程变化速率在2003–2008年和2003–2020年分别为-0.21±0.12米/年和-0.26±0.11米/年,表明冰川高程整体呈加速下降趋势。(2)利用2019年1月至2020年12月的ICESat-2数据以及SRTM DEM数据计算了亚洲高山区24个月份冰川高程变化以进行冰川高程年内变化分析。冰川高程年内变化同样表现出明显的空间分布差异,冰川积累期从亚洲高山区外围地区到内部地区逐渐推迟。具体而言,亚洲高山区西部边缘部分(天山地区、印度北部地区、帕米尔和兴都库什地区)和喀喇昆仑地区的冰川积累期在冬季或春季;念青唐古拉山地区的冰川呈现春季积累;西昆仑地区冰川在3月至6月和7月至9月两个时间段积累;青藏高原内部以及不丹和尼泊尔地区的冰川积累期位于春季或夏季,尤其是在6月或7月。(3)利用ERA5数据分析冰川高程年际间和年内变化的影响因素。其中冰川高程年际间变化趋势的差异与平均降水和平均温度的变化趋势较为一致。亚洲高山区西部冰川高程变化速率降低的地区普遍呈现温度降低以及降水增加的趋势,另外天山地区冰川高程变化速率的差异与其平均降水量的空间变化较为一致。冰川高程年内变化的差异主要受不同月份降水量的影响,其中,受西风影响地区(天山地区、帕米尔和兴都库什地区、喀喇昆仑地区、印度北部地区)降水量在冬季或春季较多,而念青唐古拉山地区、青藏高原内部地区、西昆仑地区、不丹和尼泊尔地区降水集中于春季或夏季,降水量的差异解释了不同地区冰川积累期的差异。本研究深入探讨了亚洲高山区不同地区冰川高程变化模式,类似的分析可以扩展到世界其它地区的冰川,随着ICESat-2卫星的持续运行,冰川高程变化趋势可以在更长的时间跨度内进一步探索。
其他文献
在过去二十年中,尼泊尔的能源状况有了很大改善。获得电力的人口比例从2000年的28.9%增加到2019年的94.2%。在2008年“国家电力危机解决行动计划”、“十年水电开发计划(2009)”以及第15个社会导向经济政策制定后,尼泊尔政府改变了能源政策,从而使电力供应取得了巨大进展。发电量从2000年的1632GWh发展到2019年的6173GWh,在这一发展过程中,国内和国际捐助者的贡献不容忽视
学位
海岛作为海洋生态系统的重要组成部分,具有巨大的经济、政治、军事、科学和生态等价值,对沿海国家甚至全球的可持续发展具有重要意义。然而,近年来人类不合理的开发利用活动对海岛造成了一系列的生态环境问题,如填海造陆活动导致的海岸线属性失调、湿地退化,无序的水产养殖业发展对沿海湿地的侵占等。此外,海岛地区还面临着全球气候变化导致的海平面上升、海洋表面温度升高、极端气候事件频发等威胁。与大陆相比,地理上孤立的
学位
煤炭资源是我国最重要的一次性能源,然而在大量的煤炭开采过程中,经济社会效益与生态健康的平衡问题日益凸显,矿区周边的水热、植被、空气等生态要素受到了不同程度的影响,因此科学监测与评估矿区生态健康状况,对于维持经济发展与生态健康的平衡关系至关重要。本研究基于2000年以来不同时空尺度的多源遥感数据和统计调查数据,综合运用缓冲区分析、趋势分析、权重赋值、遥感解译等多种方法,构建了省级区域尺度和典型矿区尺
学位
交通运输业是中国第二大CO2排放源,为加快中国交通运输业实现碳达峰,文章利用LMDI模型对中国2005年-2019年交通运输碳排放的各项驱动因素进行分解,并构建STIRPAT模型预测不同情景下交通运输业的碳排放趋势。结果表明:2005年-2019年中国交通运输碳排放呈“持续上升-快速下降-持续上升”趋势;能源强度、人均产值、从业人口规模等三项因素促进碳排放增长,单位周转能耗和运输强度抑制碳排放增长
期刊
大宗农作物分类可以提供大宗农作物种植区域在空间和时间上的变化情况,预估大宗农作物产量,有助于维护国家粮食安全。基于时间序列数据的大宗农作物分类是以不同农作物的光谱时间序列差异作为分类特征对农作物进行分类,可以高效地识别不同农作物在不同年份的种植区域及其变化情况。由于同种农作物物候特征在不同年份和不同区域之间的差异,导致基于时间序列遥感影像的分类方法在时间和空间上的迁移能力较差。农作物时间序列光谱特
学位
森林火灾作为一种突发性强、危险性高、救援难度大的自然灾害,已被联合国列为世界八大自然灾害之一。森林火灾不仅会烧毁树木、减少生态资源,还会造成空气污染、引起水土流失、破坏生态环境,进而影响人类的生产生活。当前,全世界每年平均发生的森林火灾多达20余万次,烧毁的森林面积约占世界森林总面积的0.1%。2021年上半年,中国境内累计发生森林火灾518起,较历史同期虽有所下降,但仍较为频繁。随着极端气候的增
学位
沙漠蝗是全球发生危害最严重的迁飞性害虫。沙漠蝗的暴发易造成全球性粮食危机,严重威胁生态安全、区域稳定和人类福祉。由于成熟蝗群的强破坏力和高机动性,预防控制需在蝗蝻羽化成熟并聚集迁飞之前采取行动。因此,及时有效的沙漠蝗发生风险预测,对于蝗灾早期预警和决策制定具有重要意义。对地观测技术的快速发展为大尺度空间连续的高精度沙漠蝗发生风险预测提供了契机。然而,当前蝗虫发生风险遥感预测研究多基于虫害发生的近实
学位
遥感是利用传感器记录目标的电磁波特性,通过数据处理和综合分析得出目标物体的特征以及变化规律的综合性探测技术。遥感图像场景分类不同于面向像元和面向对象的影像分类,它是从遥感图像的区域整体内容出发,对图像进行场景级别的分类,并且场景中的物体具有形状多变、空间分布错综复杂的显著特点。对高分辨率遥感图像进行场景分类的意义在于从遥感图像中识别高层次的语义内容。通过将一幅高分辨率遥感图像划分成不同场景比如居民
学位
月表遥感制图工作是月球工程探测和科学研究中的基础性工作,也是认识月球形貌特征与地质构造最为重要的手段。不断深化的月球科学研究和更为复杂的工程任务等都对高分辨率遥感制图产品提出了更高的要求。月球环绕轨道器获取的遥感影像是月球全球制图工作和形貌分析的主要数据源,近二十年来,国内外相继开展的大量月球探测任务已获取了海量的月球轨道器遥感影像。因此,很多月球区域覆盖有多传感器、多重叠度的影像数据。跨传感器数
学位
伴随人类社会与经济不断发展,人们对自身的健康问题与生活质量越来越重视,但气候改变与工业的发展所导致的空气污染对人类健康产生了严重威胁,尤其是空气内细小颗粒物对机体的危害特别明显。近年来的相关研究显示,PM2.5对健康的危害不但和其化学成分相关,还和颗粒物表面大小、数量多少、直径大小等联系紧密,如在表面较大的颗粒物上更易聚集空气中的病毒、有毒重金属、酸碱性氧化物和有机污染物等。PM2.5会造成很多临
学位