1970-2009年纳木错湖泊面积扩张的遥感卫星观测证据及原因之商榷

基于不同时期的遥感影像、航测地形图和DEM, 运用GIS和RS技术对纳木错1970-2009年间湖泊面积变化进行了分析, 利用周边气象台站资料, 通过对纳木错湖面蒸发及降水、冰川融水、非冰川区径流补给的趋势性分析, 从流域水量平衡角度商榷了纳木错湖面扩张的原因. 结果表明: 近40 a来纳木错湖泊面积不断扩张, 尤其是近10 a来最为剧烈, 2001-2009年间湖面扩张超过50 km². 流域降水变化是纳木错湖泊面积扩张的直接原因, 另外伴随蒸发力下降, 湖面蒸发减少也是湖泊面积扩张的原因之一.     

鄂尔多斯高原湖泊蒸发原位试验研究

鄂尔多斯高原分布有大量湖泊,湖泊蒸发作为地表水的主要排泄方式,是准确评价水资源的关键均衡项之一。研究湖泊蒸发对于认识区域水循环、水资源评价和湖泊生态环境保护等方面有着重要的现实意义和科学价值。然而该地区对于湖泊蒸发的实测资料有限,大多通过折算法和公式法计算。本次研究在鄂尔多斯高原典型湖泊——木凯淖开展原位试验,通过安置在湖泊中心的蒸发器实测水面蒸发,分析蒸发与气象因素之间的相关性,并将原位湖水蒸发和湖边陆面蒸发皿蒸发以及Penman公式理论值进行对比。研究表明,湖水蒸发受湿度和气温两种因素影响较大;湖泊水面蒸发与湖边陆面小蒸发皿的折算系数约为0.85,较前人研究偏大;湖水蒸发受湖水盐度影响很小,可以忽略;与Penman公式计算结果相比,相关性分析结果较高,在缺乏实测资料时,可通过Penman公式估算湖水蒸发。     

太湖水面蒸发量的气候学计算

影响湖泊蒸发量的因素很多,除温度、风速等诸多气象因子外,湖水的运动和波浪、水质和水生植物、甚至降落到湖面的雨水都能影响湖泊的蒸发量。一般蒸发测量仪器精度往往不高,不同类型观测仪器的比较也很困难。在目前我国大型蒸发池分布很少的情况下,还不     

青藏高原纳木错异常高湖面重建工作研究进展与展望北大核心CSCD

青藏高原的许多湖泊发育有湖岸线、侵蚀阶地和高湖面沉积物,这些地貌和沉积单元是反映地质历史时期湖面变化的直接地貌和岩性证据。它们不仅反映了湖泊水文变化历史,还可作为揭示区域乃至全球环境变化的重要载体。在青藏高原众多湖泊中,纳木错最具典型性和代表性。纳木错湖岸最高古湖相沉积物位于现代湖面之上约150 m,高出当今溢流垭口约123 m。至今,有关纳木错异常高湖面的发育时代、湖侵-湖退过程、异常高湖面的形成机制、与其他湖泊之间的水文联系等科学问题仍不清楚或存在很大争议。本文以纳木错异常高湖面的特征、时代、期次和成因问题为主题,综述了一个多世纪以来国内外学者对纳木错湖面变化重建的研究成果,尤其对目前纳木错古湖面重建研究中存在的问题进行了总结,并对未来的工作重点进行了展望。此外,基于初步的调查结果,认为纳木错高湖面沉积可能形成于全新世中晚期,并指示了一次湖侵-湖退过程。南支槽的异常振荡及其导致的冬半年降水增加可能是引起湖面变化的主要驱动因素。     

全新世青藏高原及周边典型湖泊演化模拟

湖泊在区域水循环和生态系统演化中起着重要作用。在以往的湖泊演化研究中多利用湖泊沉积物代用指标重建湖泊与气候变化过程,缺乏对湖泊水循环特征的定量研究。基于瞬态气候演变模型、特征时段流域和湖泊水量,以及能量平衡模型,对青藏高原及周边6个典型湖泊进行了水量平衡计算和湖泊演化模拟。结果表明：小柴达木湖和罗布泊全新世期间降水和蒸发的变率较小;色林错和纳木错早中全新世降水和蒸发的变率较大,主要受控于温度和净辐射变化;青海湖和猪野泽早中和中晚全新世降水和蒸发变率接近。系统分析了全新世期间青藏高原不同气候区湖泊水循环要素演化过程,有助于理解该区湖泊演化的古气候学机理。     

欧亚大陆湖泊记录和两万年来大气环流变化

159个湖泊地质记录提供了欧亚大陆两万年来大气环流变化信息。盛冰期北欧低湖面而地中海地区高湖面,反映冰流反气旋控制和西风带南迁。随着晚冰期冰流高压减弱、西风带回迁,南欧为低湖面而北欧低湖面范围减小。全新世早中期北欧阻塞高压发展,干燥炎热;南欧地区性季风环流加强,气旋雨增加。中国青藏高原至东西伯利亚高湖面,反映东亚季风扩张、季风雨以及高原对流雨增加。晚更新世以来湖泊所反映的西风带和季风环流变化,揭示了辐射异常和北半球冰流消长的动力控制。     

适用于全国范围的水面蒸发量计算模型的研究

分析了水面蒸发的主要影响因素,并以此提出了一个基于水面蒸发物量过程的水面蒸发量计算模型。根据文献「１」给出的全国１９个蒸发实验站的资料和巴彦高勒蒸发实验站的资料,确定了模型中的参数。从而给出一个认为可以适用于全国范围的水面蒸发计算模型。将这一模型与文献「１」给出的全国两大气候区的６个模型进行了比较,并以巴彦高勒蒸发实验站的资料进行了检验,结论是本文给出的模型精度为高。     

西藏扎布耶盐湖30.0 ka B P以来水位与古降水量变化

扎布耶湖9级大型沙砾堤记录了约30．0ka B P以来水位退缩历史，与北部拉果错、南部塔若错的垭口沉积记录了3个湖泊最后分离的时间。本文应用数字地面高程模型(DEM)，计算了扎布耶各级沙堤对应湖面期的湖水面积、体积与含盐量；分析了扎布耶与拉果错、塔若错的分-合历程，计算了各时期汇流盆地总面积；参考湖泊、冰川、孢粉、天文学等多学科关于古温度、辐射平衡的结论，得出了较为可信的计算参数。在此基础上，应用根据西藏实际情况得出的辐射平衡和水面蒸发、陆面蒸发计算模型，代入封闭盆地水量平衡方程，得出了较Kutzbach水-能方程更可靠的降雨量-水域面积／流域面积比的非线性方程，计算出泛湖期(9级沙堤，40．0～28．0ka B P)该区降雨量567 mm／a，盛冰阶时降至350mm／a以下，冰期后增至402mm／a，随后逐步下降直至约Ⅰ-1级阶地时(海拔4421m，3．53ka B P)为280mm／a(约为现代的两倍)。通过定量恢复该区30．0ka B P以来降水量变化，为认识西藏高原湖泊演化和古环境、古季风演化提供了定量依据。     

青藏高原东北缘冬给错纳湖全新世湖面波动

青藏高原处于东亚季风、印度季风和西风环流交互作用区.末次冰消期以来,太阳辐射对该地区的古气候环境产生了重要影响,湖泊随着季风系统的变化发生了明显的水位升降,对湖岸阶地的形成起到了直接作用.本项研究重建了青藏高原东北缘冬给错纳湖湖岸阶地记录的湖面波动历史,试图了解青藏高原季风系统演变过程.通过湖泊北岸265 cm厚湖岸阶地沉积物粒度、碳酸盐、矿物、元素和介形虫古环境指标,结合OSL年代模式,分析表明在约10. 2 ka B. P.之前水体较浅;约10. 2~9. 0 ka B. P.湖面开始上升,气候凉湿;9. 0~8. 5 ka B. P.为印度季风强盛期,湖面明显上升,降雨量增高、温度上升;8. 5~7. 9 ka B. P.湖面降低与气候变冷有关;7. 9~7. 0 ka B. P.印度季风开始减弱,气温、降雨下降,但有效湿度较大,湖面降低;7. 0~6. 1 ka B. P.湖面上升可能与低蒸发作用有关,印度季风仍然影响该地区;6. 1~5. 2 ka B. P.,印度季风衰退,气候逐渐变冷、降雨量减小、水体变浅;5. 2~4. 6 ka B. P.气候冷干,有效湿度减小,湖面进一步下降;4. 6 ka B. P.至今气候干冷,东亚季风衰退,湖面下降,期间也可能受西风环流影响而有短暂的降雨增加时期.     

改进的无作物潜水蒸发经验公式

根据安徽省五道沟水文水资源实验站砂姜黑土和砂壤土2种原状土样1992-1994年的潜水蒸发实验观测数据,在分析无作物条件下潜水蒸发与各种影响因素关系、潜水蒸发系数与水面蒸发关系的基础上,采用非线性最小二乘法,以决定性系数、残差均值和方差为性能指标,对已有的潜水蒸发经验公式-阿维里扬诺夫公式和叶水庭公式进行了非线性回归拟合优度比较,并提出了2个公式的改进形式。结果表明,采用改进后的经验公式进行潜水蒸发的拟合和预测,较原有公式精度有明显提高。     

A REVIEW OF THE PALEO-HYDROLOGICAL AND GEOMORPHOLOGICAL CHARACTER OF LAKE NAM CO,SOUTH-CENTRAL TIBET

The endorheic Lake Nam Co,south Eastern Tibetan Plateau,was selected to investigate the interrelation between drainage basin processes,especially post-glacial glacier decay,and lake level fluctuations.Landforms of the drainage basin are highly influenced by tectonics,superimposed by fluvial and periglacial processes,and locally by glacial and eolian processes.Thus,geomorphological features and hydrological characteristics were compiled for the lake-basin to provide an overview of the landscape character.Data show that during the Last Glacial Maximum melt water from the mountains accumulated fluvial deposits in the foreland.Concurrently,an increase of the lake level occurred which is presently shown by a cliff line all around Nam Co with its base approximately 29m above the present lake level.The Holocene decrease of the lake level is traced by beach ridges.As Nam Co is an endorheic lake post-glacial water loss has to be primarily explained by evaporation and moisture conditions.However,more detailed conclusions on quantitative and chronological patterns of both factors,melt-water input and evaporation output,still remain to be drawn.     

2007-2011年西藏纳木错流域积雪时空变化及其影响因素分析

通过2007-2011年纳木错站人工积雪观测资料,对西藏纳木错流域MODIS两种积雪产品(MOD10A1和MOD10A2)进行了精度验证,分析了纳木错流域积雪累积和消融的空间差异,以及流域积雪覆盖率的时空变化;利用纳木错站人工积雪观测资料及自动气象站资料,分析了纳木错流域积雪要素(积雪深度、雪水当量、积雪密度)的时间变化及其与气候参数(气温、降水量、风速等)的关系.结果表明：纳木错流域MOD10A2数据的积雪识别精度(67.1%)高于MOD10A1(42.2%),总识别精度(73.0%)略低于MOD10A1数据(78.4%).纳木错流域积雪累积和消融存在空间差异,积雪在流域南部的念青唐古拉山脉最先累积,之后为流域东部,最后为流域西部;积雪消融的空间变化则相反.由此导致流域积雪日数南部最大、东部次之、西部及西北部最小.纳木错流域各积雪要素的年内变化存在双峰值特征,峰值分别出现在10-11月和1月,积雪在10-11月受降水和气温共同作用,12月至次年3月主要受气温影响.纳木错流域的平均积雪覆盖率为21.9%,受湖泊效应影响区域(主要为东部地区)达到50.6%,而其他区域仅为18.3%.同时,受湖泊效应影响,纳木错平均积雪深度、积雪水当量均显著大于周边地区.     

A REVIEW OF THE PALEO­HYDROLOGICAL AND GEOMORPHOLOGICAL CHARACTER OF LAKE NAM CO|SOUTH­CENTRAL TIBET

Department of Earth Sciences,Freie Universität Berlin,Malteserstraße 74－100,12249 Berlin,Germany)
The endorheic Lake Nam Co,south Eastern Tibetan Plateau,was selected to investigate the interrelation between drainage basin processes,especially post­glacial glacier decay,and lake level fluctuations. Landforms of the drainage basin are highly influenced by tectonics,superimposed by fluvial and periglacial processes,and locally by glacial and eolian processes. Thus,geomorphological features and hydrological characteristics were compiled for the lake­basin to provide an overview of the landscape character. Data show that during the Last Glacial Maximum melt water from the mountains accumulated fluvial deposits in the foreland. Concurrently,an increase of the lake level occurred which is presently shown by a cliff line all around Nam Co with its base approximately 29m above the present lake level. The Holocene decrease of the lake level is traced by beach ridges. As Nam Co is an endorheic lake post­glacial water loss has to be primarily explained by evaporation and moisture conditions. However,more detailed conclusions on quantitative and chronological patterns of both factors,melt­water input and evaporation output,still remain to be drawn.     

青藏高原纳木错湖近150年来气候变化的湖泊沉积记录

高海拔地区的纳木错湖是研究过去气候环境变化的理想场所。本文结合附近气象站点实测数据与纳木错浅湖芯的研究结果,筛选出适用的气候环境代用指标,并对当地过去近150年来的气候变化记录进行重建。其结果显示,19世纪50年代至20世纪,以偏暖湿为主;20世纪初至20世纪50年代,该阶段气候总体上呈现出冷干特点,并从20世纪20年代左右逐渐向暖湿气候过渡;20世纪中叶至2005年,这期间气候有一定波动,但整体上以气温上升为主要趋势,在降水略减的情况下湖泊并未出现萎缩,表明气温升高可能导致冰川消融加快从而对入湖径流有一定补给作用。     

Impacts of Indian summer monsoon and stratospheric intrusion on air pollutants in the inland Tibetan Plateau

Air pollutants can be transported to the pristine regions such as the Tibetan Plateau,by monsoon and stratospheric intrusion.The Tibetan Plateau region has limited local anthropogenic emissions,while this region is influenced strongly by transport of heavy emissions mainly from South Asia.We conducted a comprehensive study on various air pollutants(PM2.5,total gaseous mercury,and surface ozone)at Nam Co Station in the inland Tibetan Plateau.Monthly mean PM2.5 concentration at Nam Co peaked in April before monsoon season,and decreased during the whole monsoon season(June-September).Monthly mean total gaseous mercury concentrations at Nam Co peaked in July and were in high levels during monsoon season.The Indian summer monsoon acted as a facilitator for transporting gaseous pol-lutants(total gaseous mercury)but a suppressor for particulate pollutants(PM2.5)during the monsoon season.Different from both PM2.5 and total gaseous mercury variabilities,surface ozone concentrations at Nam Co are primarily attributed to stratospheric intrusion of ozone and peaked in May.The effects of the Indian summer monsoon and stratospheric intrusion on air pollutants in the inland Tibetan Plateau are complex and require further studies.     

青藏高原近25年来主要湖泊变迁的特征

青藏高原分布有青海湖、纳木错、色林错3个特大型湖泊和扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、班公错、哈拉湖、鄂陵湖、羊卓雍错、扎陵湖、赤布张错、乌兰乌拉湖、昂拉仁错11个大型湖泊。通过对20世纪70年代中期的MSS图像和90年代末期—21世纪初期的ETM 图像的解译,对近25年来青藏高原重点湖泊的变迁进行了分析。研究结果表明,哈拉湖、鄂陵湖面积相对稳定;青海湖、扎日南木错、当惹雍错、阿牙克库木湖、扎陵湖、乌兰乌拉湖等8个湖泊的面积都有不同程度的缩小,其中青海湖、乌兰乌拉湖面积减少最多,分别为60.60km2、59.80km2;纳木错、色林错、班公错3个湖泊的面积都有不同程度的增加,其中色林错面积增加最多,达140.52km2。重点湖泊的变迁分析为研究青藏高原的湖泊演化和气候、环境变迁提供了新资料。     

西藏纳木错及邻区全新世气候与环境变化的地质记录

综合分析了全新世期间内的多种与气候和环境变化密切相关的地质记录,结果表明该区全新世期间的气候变化可划分为3个阶段:1)约11.8～8.4kaBP期间,处于微温期和升温期,气候相对温和稍湿.2)8.4～4.0kaBP期间,为全新世气候最适宜时期或大暖期.该期间的平均气温可能比现今高约5℃,降水量比今多100～200mm.3)4.0kaBP以来,气候整体较为干冷.纳木错湖面发生持续下降,其最大下降幅度可达11.4m.冰川进退和湖面波动表明,该期间内的气候波动过程分别与新冰期和小冰期相对应,其中又各包含了3次明显的冷期,其中新冰期期间的最低年平均气温可达-6℃左右.约1970年以来,区域气候向暖湿方向转化,造成念青唐古拉山西布冰川后退约120～200m,纳木错湖面上涨了约2m.     

Characteristics of the change of major lakes on the Qinghai Tibet Plateau in the last 25 years

On the Qinghai-Tibet Plateau there are three super large lakes, the Qinghai Lake, Nam Co and Siling Co, and eleven large lakes, the Zhari Nam Co, Tangra Yumco, Ayakkum Lake, Banggong Co, Har Lake, Ngoring Lake, Yamzho Yumco, Gyaring Lake, Chibuzhang Co, Ulan Ul Lake and the Ngangla Ringco. The authors studied the changes of these major lakes in the past 25 years, based on interpretations of the MSS images obtained during the middle 1970s and ETM⁺ images obtained in the late 1990s or at the beginning of the 21st century. The study shows that: the areas of the Har Lake andNgoring Lake have remained relatively stable; the areas of the Qinghai Lake, Zhari Nam co, Tangra Yumco, Ayakkum Lake, Gyaring Lake, Ulan Ul Lake and Ngangla Ringco have been reduced to varying degrees, of which the areas of the Qinghai Lake and Ulan Ul Lake have decreased most sharply by 60.60 km² and 59.80 km² respectively; the areas of the Nam Co, Siling Co and Bangong Co have increased more or less, of which the area of the Siling Co has increased most sharply by 140.42 km². The analysis on the changes in areas of major lakes has provided new materials for the study of the lake evolution, climatic change and environmental variation on the Qinghai-Tibet Plateau. __________ Translated from Geological Bulletin of China, 2007, 26(12): 1633–1645 [译自: 地质通报]     

西藏纳木错末次间冰期以来的气候变迁与湖面变化

在西藏纳木错沿岸,发育了6级湖岸阶地及拔湖48～139.2m的高位湖相沉积.根据湖相沉积的U系法测年和孢粉分析结果,本文探讨了纳木错及邻区末次间冰期(MIS5)以来的古植被、古气候与湖面变化.研究表明,纳木错与邻区的湖面变化可以划分为116～37kaB.P.间的古大湖--"羌塘东湖"期、37～30kaB.P.间的"古纳木错"外流湖-残余古大湖期和30kaB.P.以来的纳木错-藏北湖群期等3大阶段.在MIS5的古大湖阶段,包括纳木错、色林错等藏北高原东南部的众多大、中型湖泊,是互相连通的一个大湖,其范围可能超过了现代的藏北内、外流(怒江)水系的分水岭.在MIS5e末的最高湖面时期,湖面面积可达78800km²,它或许还与藏北高原西南部和中南部的其他古大湖相连,成为面积巨大的网格状深水大湖--"羌塘湖".通过纳木错湖面变化曲线与西昆仑古里雅、格陵兰、南极等冰芯和深海岩芯的氧同位素变化曲线的对比可以发现,全球MIS5的气温要高于末次冰期间冰阶(MIS3),此时藏北高原为气候温和轻爽与湖面最高的大湖期;在末次冰期的两个冰阶(MIS4和MIS2)中,湖面明显下降,邻近的念青唐古拉山发育了小型山谷冰川;而在间冰阶MIS3中,其气候波动的幅度,要比世界其他地区更加明显,湖面波动也较大,特别是36～35kaB.P.间,气温和湿度都较今略高或较高,但不及MIS1中的全新世气候最宜时期的暖湿程度.总之,MIS5和MIS3是亚洲夏季风强烈时期,但前者的强烈程度应大于后者.