【摘 要】
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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
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院)
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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。
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