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山地冰川是气候变化的敏感指示器,冰川的快速消融对区域水资源和海平面变化带来影响,也是导致冰湖溃决等自然灾害的重要诱因。在全球气候变暖的背景下,中国西部地区的绝大部分冰川处于退缩状态。遥感技术和地理信息科学的发展为冰川变化的监测提供了技术支持。喜马拉雅山脉地区是中低纬度冰川最为集中的区域之一,本文以喜马拉雅山脉中段的珠峰地区绒布河流域(下文简称珠峰地区)和西段的纳木那尼峰地区为研究对象,基于地形图、多光谱遥感、激光雷达测高数据和合成孔径雷达数据,并结合差分GPS测量、GIS技术,对研究区的冰川面积、冰面高程、冰川体积以及冰川消融量的变化及其规律进行了分析,并结合附近气象站数据,探讨了冰川变化对气候变化的响应特征,取得如下主要结论: 1)珠峰地区和纳木那尼峰地区的冰川在持续退缩,1976~2014年珠峰地区的冰川面积由141.09 km2减少到129.45km2,冰川平均退缩速率为0.36 km2/a,纳木那尼峰地区由1976年的84.41 km2减少到2014年的75 km2,平均退缩速率为0.25 km2/a;珠峰地区的冰川退缩速率呈现波动性的变化,纳木那尼峰地区的冰川呈现加速退缩的趋势;珠峰地区的表碛覆盖区域面积有所增加,由1976年的11.31 km2增长到2014年的13.69km2。 2)研究获得了过去两个研究区域冰川表面高度的变化。纳木那尼峰地区和珠峰地区在1974~2006年的冰面高程平均变化速率分别为-0.47±0.13 m/a和-0.40±0.13m/a。在珠峰地区,利用不同数据监测到2000年以来的冰面高程变化速率相近,基于2006DEM监测到的冰面高程降低速率最快,ICESat监测结果次之,变化速率分别为-0.87±0.26m/a(2000~2006年)和-0.85±0.03m/a(2000~2009年),基于TanDEM与SRTM显示冰面高程变化速率为-0.68±0.01 m/a(2000~2012年)。在纳木那尼峰地区,不同数据监测的冰川1974年以来的冰面高程变化速率接近,CryoSat-2监测到冰面高程变化速率最大,2006DEM次之,分别为-0.48±0.02m/a(1974~2013年)和-0.47±0.13 m/a(1974~2006年)。 3)利用纳木那尼北支冰川的差分GPS实测结果对ICESat进行检验,两者变化速率分别为-0.63±0.04 m/a(2000~2009年)和-0.65 m/a(2008~2010年)。ICESat数据可以用来监测冰面高程的变化。 4)利用纳木那尼东支冰川的差分GPS实测结果对CryoSat-2监测结果显示CryoSat-2可以用来监测冰面高程变化,结果分别为-0.48±0.02m/a(1974~2013年)和-0.44±0.01 m/a(1974~2013年);利用CryoSat-2监测到珠峰地区冰面高程变化速率为-0.53±0.02m/a(2000~2013年)。 5)珠峰地区和纳木那尼峰地区的冰面高程变化速率与海拔有关,海拔越高,冰面高程降低速率越小。研究区内中小型冰川的冰面高程变化速率波动性较大,冰川面积越大,冰面高程变化速率波动性越小,也越趋于稳定。 6)根据冰川面积与冰面高程变化结果计算研究区的冰川体积变化速率,珠峰地区和纳木那尼峰地区1974~2006年冰川体积变化速率分别为(-5.25±1.66)×10-2km3/a和(-2.35±0.65)×10-2 km3/a,同时利用体积-面积经验公式估算相近时段内的冰川体积变化速率,珠峰地区1976~2008年冰川体积变化速率为-5.10×10-2 km3/a,纳木那尼峰地区1976~2007年冰川体积变化速率为-2.68×10-2 km3/a,经验公式估算结果与本文计算结果相近。 7)根据研究区每年冰川融水变化量的计算,珠峰地区1974~2000年、2000~2006年和2000~2012年的冰川融水增加速率分别为(3.33±0.80)×10-2 km3/a、(7.73±2.28)×10-2 km3/a、(6.82±0.04)×10-2 km3/a;纳木那尼峰地区的冰川融水增加速率分别为(1.38±0.24)×10-2km3/a、(2.14±1.17)×10-2 km3/a、(1.81±0.15)×10-2 km3/a;珠峰地区2000年之后的年冰川融水增加速率比2000年之前增长了一倍,纳木那尼峰地区2000年之后的年冰川融水增加速率比2000年之前也有了显著的增长,但不及珠峰地区的增长幅度。 8)结合1970~2013年定日县和普兰县气象站观测数据,位于喜马拉雅山脉中段的珠峰地区冰川加速消融的主要原因是年均温的升高;而位于喜马拉雅山脉西段的纳木那尼峰地区冰川加速消融主要受到气温上升的影响,由于受到西风带增强的影响,2000之后降水量的增加则在一定程度上减缓了冰川的加速消融过程。