西藏东南部米堆冰湖面积和水量变化及其对溃决灾害发生的影响

冰湖溃决灾害是青藏高原地区主要的灾害之一。详细了解冰湖的面积和水量变化及其原因, 有助于更准确地确定其溃决的可能性和产生破坏的程度和范围。米堆冰湖为一个典型的冰碛物阻塞冰湖, 1988 年7 月15 日曾发生溃决。本研究利用1980 年1:5 万地形图和DEM、1988 年TM影像、2001 年IKONOS影像以及2001、2007、2009、2010 年ALOS影像, 提取冰湖溃决前后的面积变化, 结合野外实地测得的冰湖水深, 获得冰湖不同时期的水量及其变化。同时, 利用自动水位计, 监测湖泊相对水深的变化及其原因。结果显示, 米堆溃决前面积达到64×10⁴ m², 水量为699×10⁴ m³, 溃决使得601.83×10⁴ m³的水量溃出, 水位下降了17.18 m, 但溃决口并未达到冰湖最低处, 溃决后仍有97.17×10⁴ m³的水量。近年来, 气温升高融水增加使得冰湖面积和水量不断增加, 按照目前的水量增加速率, 冰湖再次发生溃决的可能性较小, 而在由于其他原因使得冰湖发生堵塞或大量外来物质(冰川断裂、滑坡等)填充进冰湖时, 可能导致冰湖水位急剧上升, 再次发生溃决。     

近20年天山地区冰湖变化特征

主要基于Landsat TM/ETM+影像等数据,分析1990-2010 年来天山地区冰湖变化特征及其对冰川融水径流的影响。近20 年来,天山冰湖面积平均以0.689 km²a^-1 或0.8% a^-1的速度扩张,其中一半以上是由东天山(0.352 km² a^-1) 贡献的,其次为北天山,面积年均增率为0.165km² a^-1,西天山和中央天山的面积年均增率最小,分别为0.089 km² a^-1和0.083 km² a^-1。除在相对较低海拔(< 2900 m) 和高海拔(> 4100 m) 范围内冰湖面积出现减少的现象,其他各高度带的冰湖面积均在扩张,其中增率最快的在3500~3900 m之间,平均增速达1.6% a^-1。冰湖扩张是本区气候变暖和冰川普遍退缩共同作用的结果,以中小规模的冰湖(< 0.6 km²) 对冰川退缩响应最为敏感。冰湖扩张能在一定程度上延缓因气候变暖而导致的区域冰川水资源的亏损,每年大约有0.006 Gt 的冰川融水滞留在冰湖中,约占天山冰川年消融量的2‰,但也将加剧本区冰湖溃决洪水/泥石流灾害的频次和强度。     

我国喜马拉雅山区冰湖遥感调查与编目

随着我国新一期冰川编目工作的进行和深入,开展全国范围内的冰湖编目已提上日程。基于278幅大比例尺地形图(20世纪70-80年代)、38景ASTER影像和7景TM(2004-2008年),通过建立冰湖编目规范,对我国喜马拉雅山区冰湖进行遥感调查与编目,分析近30年来冰湖的分布及其变化特征。结果显示:(1)本区2004-2008年间共有冰湖1680个,总面积215.28km²;(2)近30年来我国喜马拉雅山地区冰湖变化总体呈现数量减少、面积增大的趋势,数量减少了4%;总面积增大了29%;(3)近30年来有294个冰湖消失,新增加224个冰湖,变化最快的为冰碛湖,在消失的冰湖中66%为冰碛湖,新增加的冰湖中88%为冰碛湖。进一步分析表明冰湖面积增加是气候变暖、冰川退缩和冰川加速消融的产物。     

我国喜马拉雅山区冰碛湖溃决危险性评价

近年来,随着全球气候的变暖,冰碛湖溃决灾害正日益严重地威胁着人们生命和财产安全,在我国喜马拉雅山区尤其突出,对冰碛湖溃决灾害的研究也日益受到重视.基于大比例尺地形图、DEM和2004-2008年间的ASTER影像等数据,应用直接判别方法和基于事件树模型,通过确定不同类型冰碛湖溃决模式发生的定性描述和概率转换关系,对我国喜马拉雅山地区冰湖进行潜在危险性冰碛湖的识别和危险性冰碛湖溃决概率等级估算.结果显示,在2004-2008年间,我国喜马拉雅山区共有143个具有潜在危险性冰湖,其中溃决概率等级为"非常高"的44个、 "高"的47个、"中"的24个、"低"的24个、"非常低"的4个,溃决概率为"非常高"和"高"等级的91个潜在危险性冰碛湖亟需进一步进行溃决风险评价.     

喜马拉雅地区叶如藏布流域冰川和冰湖变化遥感监测研究

叶如藏布流域冰川和冰湖众多,冰川融水是当地重要的淡水资源,是冰湖扩张的重要补给,冰湖溃决是当地潜在的自然灾害,因此分析该区域冰川和冰湖的现状与变化特征具有重要的现实意义。基于Landsat系列遥感影像,分析1990—2020年叶如藏布流域冰川和冰湖的分布与变化特征。结果表明：（1） 近30 a来叶如藏布流域冰川面积整体呈退缩趋势,由1990年167.80 km²退缩到2020年128.92 km²,共退缩38.88 km²,年均退缩率为0.77%·a^-1,且研究区冰川主要分布在海拔5800~6400 m之间,集中分布在5°~20°的坡度上。（2） 与冰川变化趋势相反,研究时段冰湖整体表现为扩张趋势,由1990年5.72 km²增加到2020年8.81 km²,30 a共增加3.09 km²,年均增长率为1.80%·a^-1。（3） 冰湖主要分布在海拔5000~5600 m范围内,坡度在0~10°分布面积较多,表碛覆盖型冰川与非表碛覆盖型冰川对冰湖有着不同程度的影响。（4） 1990—2017年叶如藏布流域温度与降水波动较大,温度整体呈上升趋势,降水量则波动下降,导致叶如藏布流域的冰川消融,冰湖扩张。通过上述研究以期为叶如藏布流域地区提供详细的冰川和冰湖面积分布与变化特征基础数据,为防灾减灾提供一定的支撑。     

基于3S技术方法的中国冰湖编目

通过研制一整套基于3S技术的冰湖编目规范与方法,以159景Landsat8 OLI遥感影像为基础,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth中的影像数据等,通过人工目视解译获取冰湖边界,首次完成了基于统一规范的中国冰湖编目数据库建设,查清了2015±1~2年中国冰湖的整体分布状态。结果显示,当前中国共有冰湖17300个,总面积1132.83±147.449 km²,其中冰川补给湖约占中国冰湖总面积的74.6%和总数量的66.5%。并且冰湖数量与面积分布的空间差异十分显著。流域上,外流区冰湖广泛发育,其中恒河—雅鲁藏布江流域是中国冰湖分布最多的流域,现有冰湖7898个,面积约622.42±75.55 km²,分别占中国冰湖总量的45.7%和54.9%;海拔上,中国冰湖分布于2167~6247 m的海拔范围内,各山脉的冰湖面积呈近似正态分布,总体在5000~5500 m处达到峰值,占总面积的36.7%（975.06±128.83 km²）;但各个山脉的分布差异显著,其中念青唐古拉山、喜马拉雅山的冰湖分布最为集中,分别占中国冰湖总面积的28.3%和26.4%。     

喜马拉雅山中段冰湖体积估算与规模分级标准初探

全球气温升高造成喜马拉雅中段波曲河流域冰湖数量增多、面积增大,冰湖溃决频繁发生.冰湖体积作为冰湖研究的基础参数,是冰湖危险性评价、冰湖溃决洪峰流量估算以及防治工程设计的本底数据.国内国外基于观测数据拟合,对冰湖体积计算提出了经验公式,但这些公式用于喜马拉雅地区冰湖体积的估算尚存在一定的误差和局限性.在此基础上,本研究对...     

西藏喜马拉雅山区危险冰湖及其溃决特征

喜马拉雅山区的冰湖溃决主要属终碛湖溃决。野外考察和编目研究的结果表明，终碛湖占各类高山冰湖总数的1/2和总水体的3/4。鉴别出34个危险终碛湖，其水体容量在10×10~6—30×10~6m~3之间，平均水深31m，实测最大水深在70m左右。危险终碛湖绝大多数形成于小冰期最后一次冰退阶段，由于其形态特征和现代冰川的直接影响而具有潜在的溃决危险；讨论了终碛湖溃决的特征，主要因素及其周期性。     

青藏高原冰湖研究进展及趋势

冰湖是由于冰川活动或者退缩产生的融水在冰川前部或者侧部汇集而成的,可分为冰川终碛湖(冰碛阻塞湖)、冰川阻塞湖、冰斗湖和冰蚀槽谷湖。其中分布数量较多、规模较大,且灾害风险较高的是冰川终碛湖。因此,冰川终碛湖是研究冰湖的主要对象。受全球气候变暖的影响,冰湖溃决产生的洪水、泥石流等重大冰川灾害的发生频率有所升高,灾害的影响程度以及范围也有所加大,引起了冰川山地国家的广泛关注。青藏高原内部发育着36793条现代冰川,冰川面积49873.44km2,分别占中国冰川总条数、总面积和冰储量的79.5%、84%和81.6%。在全球气候变暖的大背景下,多数冰川呈加速消融及退缩的态势,导致了冰湖溃决洪水和冰川泥石流等重大冰川灾害发生频率的加剧和影响程度的加大。本文围绕冰湖溃决条件、冰湖稳定性评价、冰湖溃决洪水模拟等几个研究方面,对青藏高原冰湖研究的现状及进展进行了较为系统的总结,并对未来研究趋势进行了展望。     

可可西里盐湖湖水外溢可能性初探

2011年9月可可西里地区卓乃湖溃决后,关于盐湖湖水能否外溢进入楚玛尔河继而成为长江的最北源是公众及学界普遍关注的话题。本研究基于2010-2015年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像、SRTM 1弧秒数据、Google Earth高程数据和五道梁气象台站观测数据,首次对盐湖变化、湖水外溢条件及其可能性进行分析。结果表明：卓乃湖溃决后,盐湖在2011年10月至2013年4月期间面积急剧增加,之后湖泊进入稳定扩张期,2015年10月27日盐湖面积为151.38 km²,是2010年3月3日湖泊面积的3.35倍。盐湖发生湖水外溢的条件是湖泊面积达到218.90~220.63 km²。由于SRTM和Google Earth高程数据间的差异,盐湖湖水外溢时的水位将比当前高12 m或9.6 m,相应湖泊库容增加23.71 km³或17.27 km³,届时湖水将由湖泊东侧流入清水河流域。尽管盐湖在未来10年内不可能发生湖水外溢,但是随着盐湖集水区的扩大及预估的区域未来降水量的增加,在更长时间尺度内盐湖发生湖水外溢并成为长江支流的可能性依然存在。     

Thickness estimation of the Longbasaba Glacier: methods and application

A total of 71,177 glaciers exist on the Qinghai-Tibet Plateau, according to the Randolph Glacier Inventory (RGI 6.0). Despite their large number, glacier ice thickness data are relatively scarce. This study utilizes digital elevation model data and ground-penetrating radar thickness measurements to estimate the distribution and variation of ice thickness of the Longbasaba Glacier using Glacier bed Topography (GlabTop), a full-width expansion model, and the Huss and Farinotti (HF) model. Results show that the average absolute deviations of GlabTop, the full-width expansion model, and the HF model are 9.8, 15.5, and 10.9 m, respectively, indicating that GlabTop performs the best in simulating glacier thickness distribution. During 1980-2015, the Longbasaba Glacier thinned by an average of 7.9±1.3 m or 0.23±0.04 m/a, and its ice volume shrunk by 0.28±0.04 km³ with an average reduction rate of 0.0081±0.0001 km³/a. In the investigation period, the area and volume of Longbasaba Lake expanded at rates of 0.12±0.01 km²/a and 0.0132±0.0018 km³/a, respectively. This proglacial lake could potentially extend up to 5,000 m from the lake dam.     

冰湖的界定与分类体系——面向冰湖编目和冰湖灾害研究

冰川湖泊（简称冰湖）不仅是高山区重要的水资源,而且是许多冰川灾害的孕育者和发源地,在冰冻圈科学、气候变化和山地灾害研究中具有重要地位。本文系统讨论了现有冰湖定义及存在的问题,从冰湖编目和冰湖灾害研究视角提出冰湖的定义,指出现有冰湖研究主要是基于“以现代冰川融水为主要补给源或在冰碛垄洼地内积水形成的天然水体”这一冰湖定义的。同时,从冰湖形成机理、地貌形态和空间分布位置将冰湖划分为冰川侵蚀湖（冰斗湖、冰川槽谷湖和其他冰川侵蚀湖）、冰碛阻塞湖（终碛阻塞湖、侧碛阻塞湖、冰碛垄热融湖）、冰川阻塞湖（冰川前进阻塞湖和其他冰川阻塞湖）、冰面湖、冰下（内）湖和其他冰川湖6大类及8个亚类,并给出各冰湖类型相应的遥感判识指标和定量指标,以期建立具有普适性和可操作性的冰湖分类体系。     

近46年松木希错流域冰川和湖泊变化及原因分析

采用1:5万地形图、Landsat MSS/TM/ETM+/OLI遥感影像及数字高程模型数据,利用遥感和地理信息系统技术,并结合狮泉河、和田和于田3个气象站点1968-2013年的气温、降水量数据对松木希错流域的冰川、湖泊面积变化及其原因进行分析。结果表明：① 1968-2013年流域冰川面积不断退缩,由139.25 km²减少至137.27±0.02 km²,共减少1.98±0.02 km²,减少百分比为1.42%,2001年以后冰川退缩速度加快;② 1968-2013年松木希错面积不断扩张,由25.05 km²增加至32.62±0.02 km²,共扩张7.57±0.02 km²,扩张百分比为30.22%,且2001年之后扩张速率加快,在年代际上与冰川的退缩具有较好的耦合性;③ 1968-2013年湖面潜在蒸散量减少和降水增加分别是导致湖泊扩张的第一和第二影响因素,而升温引起的冰川、冻土融水增加有一定贡献,但影响较小且在年际尺度上不显著。     

青海省龙羊峡库区沙漠化遥感监测

利用1987年和2000年美国陆地卫星TM数据资料,对青海省龙羊峡库区13 a来土地沙漠化面积、分布、发展等动态进行了监测,发现龙羊峡库区沙漠化总面积的净扩大量并不很大,只有15 220.6 hm²,沙漠化面积以平均每年1 170.8 hm²的速度递增,年递增率为0.55%,但沙漠化程度加大、等级增高的趋势明显。     

Definition and classification system of glacial lake for inventory and hazards study

Glacial lakes are not only the important refresh water resources in alpine region, but also act as a trigger of many glacial hazards such as glacial lake outburst flood (GLOF) and debris flow. Therefore, glacial lakes play an important role on the cryosphere, climate change and alpine hazards. In this paper, the issues of glacial lake were systematically discussed, then from the view of glacial lake inventory and glacial lake hazards study, the glacial lake was defined as natural water mainly supplied by modern glacial meltwater or formed in glacier moraine’s depression. Furthermore, a complete classification system of glacial lake was proposed based on its formation mechanism, topographic feature and geographical position. Glacial lakes were classified as 6 classes and 8 subclasses, i.e., glacial erosion lake (including cirque lake, glacial valley lake and other glacial erosion lake), moraine-dammed lake (including end moraine-dammed lake, lateral moraine-dammed lake and moraine thaw lake), ice-blocked lake (including advancing glacier-blocked lake and other glacier-blocked lake), supraglacial lake, subglacial lake and other glacial lake. Meanwhile, some corresponding features exhibiting on remote sensing image and quantitative indices for identifying different glacial lake types were proposed in order to build a universal and operational classification system of glacial lake.     

Moraine-dammed glacial lake changes during the recent 40 years in the Poiqu River Basin, Himalayas

Glacier retreat is not only a symbol of temperature and precipitation change, but a dominating factor of glacial lake changes in alpine regions, which are of wide concern for high risk of potential outburst floods. Of all types of glacial lakes, moraine-dammed lakes may be the most dangerous to local residents in mountain regions. Thus, we monitored the dynamics of 12 moraine-dammed glacial lakes from 1974 to 2014 in the Poiqu River Basin of central west Himalayas, as well as their associated glaciers with a combination of remote sensing, topographic maps and digital elevation models (DEMs). Our results indicate that all monitored moraine-dammed glacial lakes have expanded by 7.46 km² in total while the glaciers retreated by a total of 15.29 km² correspondingly. Meteorological analysis indicates a warming and drying trend in the Nyalam region from 1974 to 2014, which accelerated glacier retreat and then augmented the supply of moraine-dammed glacial lakes from glacier melt. Lake volume and water depth changed from 1974 to 2014 which indicates that lakes Kangxico, Galongco, and Youmojanco have a high potential for outburst floods and in urgent need for continuous monitoring or artificial excavation to release water due to the quick increase in water depths and storage capacities. Lakes Jialongco and Cirenmaco, with outburst floods in 1981 and 2002, have a high potential risk for outburst floods because of rapid lake growth and steep slope gradients surrounding them.     

冰湖的界定与分类体系——面向冰湖编目和冰湖灾害研究（英文）

Glacial lakes are not only the important refresh water resources in alpine region, but also act as a trigger of many glacial hazards such as glacial lake outburst flood(GLOF) and debris flow. Therefore, glacial lakes play an important role on the cryosphere, climate change and alpine hazards. In this paper, the issues of glacial lake were systematically discussed, then from the view of glacial lake inventory and glacial lake hazards study, the glacial lake was defined as natural water mainly supplied by modern glacial meltwater or formed in glacier moraine's depression. Furthermore, a complete classification system of glacial lake was proposed based on its formation mechanism, topographic feature and geographical position. Glacial lakes were classified as 6 classes and 8 subclasses, i.e., glacial erosion lake(including cirque lake, glacial valley lake and other glacial erosion lake), moraine-dammed lake(including end moraine-dammed lake, lateral moraine-dammed lake and moraine thaw lake), ice-blocked lake(including advancing glacier-blocked lake and other glacier-blocked lake), supraglacial lake, subglacial lake and other glacial lake. Meanwhile, some corresponding features exhibiting on remote sensing image and quantitative indices for identifying different glacial lake types were proposed in order to build a universal and operational classification system of glacial lake.