喜马拉雅山区拥有两极之外最大面积的冰川覆盖,被称为世界第三极。这一地区有15,000个规模不一的冰川,是印度河、雅鲁藏布江和甘加河等众多河流系统得以生成和持续的主要原因。这一地区居住的印度人口占其总人口的15%。在过去的几十年里,气候变化导致喜马拉雅山区的冰川大面积融化、衰退。在印度,人口的快速增长和人们对自然生态系统的改变也成为加速气候变化和环境退化的主要因素,这种变化在山区生态系统尤为显著。高山地区由于其独特的垂直高度,是评估气候变化的理想区域。喜马拉雅山脉中部大部分地区被起伏、崎岖的地形和冰川所覆盖,许多主要的河流发源于这一地区,如甘加河、阿拉卡纳达河、亚穆纳河、比兰格纳河等。这些河流所在流域是下游地区淡水的主要来源。近年来,所有的主要冰川都出现了消融的趋势。高海拔山区的冰川消融会导致崩塌、雪崩、滑坡、冰川碎裂和冰湖溃决引发的洪水等极端事件加速发生。冰川消融也导致了冰川湖泊的形成和扩张,这些湖泊如果发生任何种类的构造位移,整个冰川湖储存的水就会形成大规模的冰川湖溃决洪水（Glacier Lakes Outburst Floods,GLOFs）,在印度被称为"Jokulhlaups"（当地术语）,这在喜马拉雅地区非常普遍,常造成大量的物理损害、生命、财产和基础设施损失,其潜在风险较大。气候变化导致冰川缩小,积雪面积减少,出现新的冰川湖或导致冰川湖面积扩大,增加洪水爆发和相关的地质灾害风险。之前虽然已有一些关于气候变化、积雪动态、冰川湖形成、冰川破碎和相关地质灾害的研究工作,但以往研究主要集中在单个问题上,而缺乏对现有问题更广泛和系统的探讨。因此,本研究以喜马拉雅山中部印度北阿坎德邦作为研究区域,该地区是气候变化的敏感区域,但目前仍缺乏气候变化与人类关系相关的研究。本研究利用长时间序列卫星影像数据、先进的数值模型和高精度的地面数据,开展气候动态及其可能的影响研究,如积雪改变、冰川退缩和破碎、冰川湖的形成、湖泊爆发的洪水危险,进一步探讨了冰川动态对于气候变化及人为活动的响应,具有重要的科学价值和现实意义。为了确定气候变化对喜马拉雅山中部冰冻圈的影响,本研究以印度北阿坎德邦和比兰那河流域为研究区,旨在回答三个科学问题:（1）喜马拉雅西部未来气候如何变化?（2）气候如何影响积雪和冰川湖变化?（3）冰川湖变化引起的地质环境问题有哪些?研究目标主要包括:（1）利用观测和卫星数据产品绘制逐月、逐年和季节性积雪覆盖区域、降雨和温度的空间分布和趋势;（2）建立积雪覆盖度、温度、降雨量和河流径流之间的关系;（3）确定冰川湖和突发洪水的时空动态;（4）探讨气候变化与相关地质灾害之间的关系,并提出适当的预防措施。基于此,本论文利用实地调查获得的原始数据,几个相关机构提供的数据以及谷歌地球引擎的大数据平台开展研究。研究借助全球定位系统（GPS）进行了七次实地调查,其中两次在山谷的上游冰川区调研了3个冰川,五次在聚落区调研14个村庄,同时对水力发电项目周边村民进行了问卷调查,收集了人们对气候变化、湖泊溃决洪水和滑坡风险的认知和看法,以及对自然灾害未来变化的预判。同时基于地形数据、数字高程模型（DEM）、Landsat-5 TM、Landsat-8 OLI和TIRS（Operational Land Imager and Thermal Infrared Sensor）卫星影像,来确定积雪和植被分布动态。并利用来自印度气象局（IMD）过去六十年的月降雨量和气温数据以及谷歌地球引擎平台（GEE）上获取的气候灾害组红外降水与站点数据（CHIRPS）来考察研究区气候变化动态。研究主要运用描述性统计、非参数检验、积雪、水、池塘和冰的归一化差异指数以及加权方法,分析了积雪覆盖、降水和气温的空间分布和演变趋势,探讨了其与河流径流之间的关系,考察了冰川湖和突发洪水的时空动态,探究了气候变化与相关地质灾害之间的关系。最后,提出了喜马拉雅中部山区适应和缓解气候变化的措施和建议。主要结论如下:（1）喜马拉雅山中部地区随海拔变化气温变化存在显著差异。利用MODIS获取的地表温度显示高海拔地区温度有快速增加趋势（0.7°C/10a）,比伦格纳河谷的观测结果也显示了相似的升温趋势（0.6°C/10a）,远高于目前全球的升温幅度（0.2°C/10a）;而低海拔地区季风前季节由于积雪覆盖面积增加（6km2/10a,r2=0.79）,平均温度略有下降趋势（-0.01°C/10a）。（2）喜马拉雅山中部地区降水量变化在空间上表现出不均衡的趋势。比伦格纳河谷地面站点观测数据显示,伴随着温度的上升（0.6°C/10a）,降雨量在过去46年内呈下降趋势（-12.2mm/10a）。与此相反,宏观尺度上的研究显示,由于极端降水频率的增加,整个喜马拉雅中部降水呈增加趋势（平均达25mm/10a）,同时极端降水频率增加。站点观测数据也发现2008年的旱季后存在类似趋势。比伦格纳低海拔地区伴随最大降水呈增加趋势（45mm/10a）,积雪覆盖面积增加（6km2/10a）,而在高海拔地区由于降水减少（-25mm/10a）,积雪覆盖呈减少趋势（-75km2/10a）。（3）使用Landsat数据集对雪盖范围的分析显示,积雪变化在不同海拔差异显著。在过去二十年里,比伦格纳流域海拔3600米以上地区积雪覆盖面积呈减少趋势（约110km2/10a）。利用MODIS数据对整个喜马拉雅山中部地区的分析发现,海拔小于2000米的低海拔地区由于降水的增加（45mm/10a,r2=0.82）,积雪覆盖面积有所增加,而在海拔大于3500米的地区,由于温度上升（0.07°C/10a）,过去20年积雪面积呈下降趋势（-75km2/10a）。（4）喜马拉雅山地区比伦格纳河谷的冰川以惊人的速度退缩,在过去的30年里退化了约2km。冰川支流形成后迅速分裂（100m/10a）,大大加速了过去几十年冰川湖的形成。（5）气候变化导致现有的冰川湖在数量、面积、体积和深度上都有所增加。过去10年的气候变暖形成了大量新的冰川湖,并使部分原有的冰川湖面积扩张（从13397增加到269078m2）、水深增加（5.63m增加到19.84m）、水量增加（75406到5339006m3）。对研究区内14个冰川湖的详细研究发现,有些冰川湖在未来有导致洪水灾害的潜在风险,过去10年其最大流量已经从13.18 m3/s增加到230.39 m3/s。进一步调查发现冰川湖溃决将加剧相关的地质灾害,如滑坡、河岸侵蚀和冰川破裂。研究领域内超过120km2的区域具有高滑坡风险。（6）气候变化导致的冰川消融和冰川湖形成和扩张在喜马拉雅山中部地区比较普遍。温度升高导致积雪覆盖面积的变化和新冰川湖的形成。而这一区域位于地震易发区,许多大大小小的地震将会加剧冰川湖的溃决并导致大量洪水事件。从微观到宏观的减缓措施可以降低未来的灾害风险。