基于MODIS数据的青藏高原冰川反照率时空分布及变化研究

冰川反照率对冰川融化具有重要影响,以2000-2013年MODIS的MOD10A1逐日积雪反照率数据资料为基础,分析了青藏高原冰川反照率的时空分布及变化。结果表明：冰川年平均反照率变化范围是0.42（枪勇冰川）~0.75（PT5冰川）,其中夏季平均反照率变化范围是0.45（来古冰川）~0.69（东绒布冰川和古里雅冰川）。冰川反照率空间分布并没有明显的规律性,而冰川反照率的变化速率空间分布规律明显——南部较大往北减小,北部反照率出现增大现象。研究区内大部分冰川反照率呈波动降低的趋势,年平均反照率和夏季平均反照率变化速率最大值都出现在枪勇冰川,分别是-0.015 a^-1和-0.019 a^-1。木吉和木孜塔格冰川年平均和夏季平均冰川反照率都增大,木吉冰川是由于2012年的高反照率引起的,而木孜塔格冰川主要与该地区气温降低、降水增多有关。     

唐古拉山冬克玛底冰川反照率变化特征研究

根据夏季消融期成像的Landsat TM影像和2000-2009年间的MOD10A1数据资料, 分析了唐古拉山区冬克玛底冰川反照率的时空变化特征. 结果表明: 受空间尺度效应和现有反演方法的影响, 由遥感反演的反照率资料在数值上存在一定的误差, 但基本上能够反映冰川反照率的时空变化特征. 从空间分布上来看, 该冰川反照率随海拔升高呈增大趋势, 其中在平衡线附近的变化最为显著; 受地形因素的影响, 在同一海拔带内部也存在着较大的差异. 从年内变化上来看, 该冰川反照率日际变化波动较大, 且具有明显的季节变化特征. 从年际变化上来看, 自2000年以来该冰川年均反照率的变化波动较大, 总体呈微弱下降的趋势, 这主要与年降雪和冰面污化程度有关; 不考虑降雪对冰面反照率的影响, 2000-2009年间该冰川在消融期的反照率呈逐年减小的趋势, 变化速率约为-0.0083·a^-1, 其原因在于夏季气温的升高和冰面污化程度的加大.     

Study on the spatial and temporal variations of the surface albedo on Muz Taw Glacier,Sawir Mountains北大核心CSCD

冰川反照率时空变化特征研究对于评估冰川能量物质平衡及认识冰川消融过程至关重要。本文基于高空间分辨率的Landsat OLI影像和高时间分辨率的MOD10A1产品,并结合冰面反照率实测数据,开展了2011—2021年北疆萨吾尔山木斯岛冰川表面反照率的时空变化特征及其对冰川物质平衡影响的研究。结果表明:Landsat反演反照率和MOD10A1反照率与同期内冰面实测反照率的相关性分别为0.95和0.62,均显示木斯岛冰川表面反照率存在显著的时空变化特征;在空间尺度上,冰面反照率沿主流线整体随海拔升高呈增加趋势。但由于局部地形差异,反照率在海拔3 600 m以下区域随海拔升高出现下降趋势;在同一海拔处,反照率沿冰川两侧边缘向中部递增。2011—2021年,冰川年均反照率微弱增加,消融期内(5—8月)平均反照率与全年平均反照率的变化速率分别为0.0024 a-1和0.0017 a-1;逐月反照率具有显著的季节变化特征,6—8月冰面反照率较低(0.330),12月—次年2月冰面反照率较高(0.586);消融期内冰川消融区反照率下降幅度大于积累区。研究进一步表明,夏季(6—8月)平均反照率与冰川物质平衡存在显著的正相关(R=0.84,P<0.01),气温、固态降水、云量、太阳入射角、吸光性杂质等是影响冰川反照率变化的重要因素。该研究将对冰川消融过程和机理、能量物质平衡模拟等工作提供重要的基础支撑。     

夏季消融期祁连山“七一”冰川反照率初步研究

根据2006年夏季"七一"冰川自动气象站和光谱仪的反照率资料, 分析了夏季"七一"冰川反照率的时、空变化特征. 结果表明: 夏季"七一"冰川反照率的日际变化受气温影响明显, 冰川上、下部位反照率差值动态变化并具有一定的日变化特征. 冰川表层积雪随着变质作用的增强, 其光谱反射率不断下降, 其中紫外和红橙光波段反照率降幅较大(尤其是紫外波段), 在紫蓝波段降幅相对较小. 晴天时, 雪面上紫外及可见光波段反照率日变化幅度要比在冰面上的变幅大, 日变化曲线在雪面时也不对称. 冰面上各波段反照率日变化较平缓, 曲线则都比较对称. 无论在雪面还是冰面, 近红外波段反照率日变化曲线均比较对称. 冰川上全波段反照率的日变化曲线形式趋同于可见光波段反照率的日变化曲线. 同时, 文中还初步分析了反照率和积雪密度, 积雪污化浓度之间的关系, 以及反照率变化对径流的影响.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川消融期反照率特征

消融期冰川反照率特征研究对于深入理解冰川消融过程及其对气候变化的响应机理具有重要意义。利用Landsat卫星影像反演反照率数据,MODIS逐日反照率产品数据以及野外观测反照率数据,分析了天山乌鲁木齐河源1号冰川2016年消融期（5—8月）反照率时空变化特征。研究表明：消融早期,冰川反照率空间变化不明显;消融中后期,总体上呈现随海拔的升高而增大的趋势,在平衡线附近增速最快。消融期冰川反照率整体呈下降趋势,而且在6—7月份变化最为剧烈。平衡线附近反照率时间变化尤其显著,积累区次之,消融区最弱。冰川反照率的时空变化主要由冰面特征决定。气温和固态降水是其驱动因素。冰川反照率随气温的升高而降低,但固态降水会打破其随气温的变化趋势,引起反照率的增加。污化物显著降低冰面反照率,尤其在可见光波段（380~760 nm）。此外,即使冰面特征相对均一,反照率还呈现随太阳入射角的增大而增大的趋势,主要由冰川局部地形（坡度与坡向）差异所致。     

青藏高原木孜塔格冰川、玉珠峰冰川及扎当冰川可培养细菌的生理特征

为了解冰川微生物生长特点,分析了青藏高原木孜塔格冰川、玉珠峰冰川和扎当冰川可培养细菌在不同温度,及木孜塔格冰川可培养细菌在不同盐度和pH下的生长特性.木孜塔格冰川52%的可培养细菌不耐盐,只能在0%盐度下生长,38%的细菌可以在0%～4%/6%盐度培养基中生长,其余细菌可以在0%～1%/2%的盐度培养基中生长,且62%的细菌具有较广的pH值生长范围（pH 5～9）;另外,38%的细菌只能在弱酸性（5%）或者只能在弱碱性（33%）培养基中生长. 3个冰川可培养细菌生长温度范围均为0～35℃,木孜塔格冰川最适生长温度≤20℃的细菌占其细菌总数的86%,而玉珠峰冰川和扎当冰川最适生长温度≤20℃的细菌则分别占其细菌总数的69%和53%.不同冰川具有不同最适生长温度的细菌的比例不同,同一冰川不同深度相同属类的细菌有相近的生长温度特征、耐盐度和耐酸碱特征.     

祁连山区雪冰反照率变化及其对冰川物质平衡的影响

雪冰反照率能够改变冰川表面能量收支平衡,是影响冰川消融的重要因素之一。利用祁连山地区冰川面积矢量数据、MODIS逐日积雪反照率、气温和降水以及冰川物质平衡等数据,探讨了祁连山典型冰川区雪冰反照率特征及其对冰川物质平衡的影响。结果表明：祁连山地区冰川多年平均反照率为0.532,冰川区面积大小与其多年平均反照率之间呈显著正相关（R²=0.16,P<0.05,N=91）,即冰川面积缩减1 km²,对应的平均反照率下降0.0025。祁连山老虎沟12号冰川反照率在夏季有明显的海拔效应,且强于其他时段,达到0.047?（100m）^-1。典型冰川年均物质平衡量与冰川表面夏季（6—8月）平均反照率之间存在显著的正相关关系,老虎沟12号冰川和七一冰川决定系数R²分别达到了0.48（P<0.05）和0.66（P <0.05）。冰川表面夏季平均反照率这一指标能够较好地衡量青藏高原北部祁连山地区冰川物质平衡的变化。     

基于相机摄影测量的冰面反照率反演方法研究

雪冰反照率是冰川与积雪能量平衡计算的关键参数,也是观测的难点. 为测量冰面反照率,试验采用相机摄影测量技术,在祁连山十一冰川开展了自动拍摄、并利用共线方程进行冰川正射制图,在此基础上于2012年7月28日-8月18日在冰川表面开展了不同海拔梯度的反照率观测. 通过统计分析晴天与阴天观测反照率与对应点相机拍摄获取的RGB归一化指数之间的关系,对十一冰川进行冰面反照率参数化方法研究. 结果表明：晴天冰面反照率与RGB归一化指数存在明显的指数关系,拟合R²达到0.79;而阴天的统计关系较差,线性拟合R²仅为0.52. 据此尝试利用晴天的拟合公式对整个冰面进行反照率参数化,计算表明：在晴天冰川表面地形阴影区的反照率存在低估现象,而无阴影区的反照率估算结果可信度较高. 利用2013年的反照率观测数据进行了参数化方案的验证,结果表明：观测值与模拟值平均误差仅为0.037,表明利用RGB影像对反照率参数化具有一定的可用性和可靠性.     

木孜塔格西北坡鱼鳞川冰川跃动遥感监测

基于Landsat卫星数据的遥感监测发现, 木孜塔格峰西北坡鱼鳞川冰川的中支在2007-2011年间发生了跃动, 冰川北侧末端在几年内前进距离达到了(548±34) m.进一步的监测发现, 该冰川的大幅跃动主要发生于2008年10月至2009年3月.跃动期间冰川表面约4.8 km长的范围经历了急剧的破碎化过程, 并呈现出最早由冰川中部积蓄区下段开始, 然后向上下游逐渐扩展的特征.对冰面裂隙及其他特征点的追踪发现, 冰川除积累区以外的部位都产生明显的位移, 其中冰川中部以下至冰舌部各点的位移都在1 km以上.同时, 冰面运动速度的计算结果也显示, 冰川各个部分都经历了急剧的运动速度变化过程, 其中冰川中部最大运动可视速率达到约(13.3±1.5)m·d^-1, 并且还揭示出该冰川的跃动具有北侧主末端最先开始快速运动, 然后向上游逐渐扩展的特征.     

基于Sr-Nd同位素研究祁连山老虎沟冰川区冰尘和粒雪粉尘来源

沉降在冰川表面的粉尘与微生物作用形成冰尘,冰尘能够降低冰川表面反照率,进而加速冰川消融。基于2012年和2014年夏季在祁连山老虎沟12号冰川采集的粒雪和冰尘样品,应用Sr-Nd同位素示踪手段研究了其Sr-Nd同位素组成的空间变化以及来源。研究获得了老虎沟12号冰川表面冰尘Sr-Nd同位素在冰川区不同海拔的空间分布特征,发现粒雪中的粉尘主要来源于柴达木沙漠、塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠,而冰尘中同位素示踪发现其来源不同于粒雪,主要来源于该冰川区局地粉尘以及周边的青藏高原地表风化物。Sr-Nd同位素组成也反映了祁连山冰川区大气风尘传输的复杂环流信息。     

乌鲁木齐河源1号冰川度日因子时空变化特征

度日模型是估算冰川消融的一种简单而有效的方法,度日因子是该模型的重要参数,反映了单位正积温产生的冰雪消融量,其时空变化特征对不同模型模拟冰雪消融过程的精度有较大影响.根据乌鲁木齐河源1号冰川22a的物质平衡花杆观测资料和大西沟气象站气象资料,分析了该冰川度日因子的时空变化规律及其影响因素.结果表明:时间尺度上,融雪度日因子年际变化不大,融冰度日因子随年际变化有增加趋势,且这种增加趋势在冰川中下部要比冰川上部明显;空间尺度上,随海拔升高,度日因子具有明显的下降趋势;2000-2004年与1983-1989年相比,1号冰川东、西支夏季物质平衡变化量分别为-240mm和-290mm,其中气候变化直接引起的变化量为-206mm和-175mm.     

青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川春季表面温度空间变化特征及其影响因素北大核心CSCD

通过对2013年春季在青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川上取得的冰川表面温度资料的分析,研究了该冰川表面温度空间变化特征及其影响因素.结果表明:该冰川表面(粒雪)温度在晴天时较多云或阴雪天时偏低,这可能与晴天时冰川表面吸收的部分热量用于粒雪消融而不是粒雪层升温有关;晴天时该冰川表面温度随海拔的升高而降低,其递减率值为0.58℃·(100m)-1,较自由大气的气温递减率值略偏低;晴天时,冰川表层粒雪层厚度对其表面温度具有重要的影响,二者之间呈显著的正相关关系,并且粒雪层厚度每增加10cm,其冰川表面温度会升高约0.46℃.结合青藏高原其他冰川表面温度的观测结果,揭示出当冰川表面存在消融时其表面温度日变化幅度较小,一般只有几度.     

Characteristics of the Gravity Field and Faults in Tingri-Muztagata Area, Xizang (Tibet) Plateau

为研究青藏高原的地下地质结构和断裂,陕西省地质调查院于2003年～2006年在定日—木孜塔格峰区进行了1∶100万区域重力调查.作者等对获得的重力资料进行了处理和分析,结合地质及其他地球物理资料,将该区布格重力场分成七个区域,描述了其主要特征并分析了其地质意义.进行了定日—木孜塔格峰剖面的重力曲线拟合计算及地质解释,获得了该区地壳结构的定量模型.识别出30条断裂,对它们进行了分类,对其中的重要断裂进行了详细解释.结果表明:重力场分区特征与地质构造分区特征对应得较好;高原边缘及内部各块体间重要的边界断裂都在重力场上有明显的显示;断裂按走向分为近东西向、北东向、近南北向等3组,其中近东西向断裂为主干断裂.     

天山南坡科其卡尔巴契冰川度日因子变化特征研究

度日模型是估算冰川消融的一种简单而有效的方法.根据科其卡尔巴契冰川2003年的观测资料,分析了该冰川度日因子的空间变化规律及其影响因素.研究表明:各高度上的度日因子,介于2.0～9.7mm·℃^-1·d^-1之间变化,平均值为5.7mm·℃^-1·d^-1,与青藏高原各冰川及其它地区冰川相比较小;随着海拔的增高,度日因子随之递增;随平均气温的升高而随之递减.由于冰面状况复杂,度日因子变化幅度较大,裸冰区的度日因子明显大于表碛覆盖区.人为测量误差、反照率、地形等对度日因子的影响也不容忽视.     

祁连山冷龙岭宁缠河3号冰川表面流速特征分析

2009年9月对祁连山冷龙岭宁缠河3号冰川外围建立控制网, 于冰川表面布设了13根标志杆, 随后分别于2010年7月、2010年9月再次对设立在冰川表面的花杆点进行测量, 获取2009/2010年度、2009年9月-2010年7月与2010年7-9月3个时段宁缠河3号冰川表面流速.结果显示: 2009/2010年度宁缠河3号冰川最大流速出现在海拔4 430 m附近, 为3.76 m·a^-1;2009年9月-2010年7月表面流速最大值出现在海拔4 430 m附近, 为0.32 m·月^-1;2010年7-9月最大流速出现在海拔4 380 m附近, 为0.47 m·月^-1.总体来看, 2009/2010年度宁缠河3号冰川纵剖面上流速变化较为缓和, 显示出流速随海拔变化而变化的规律. 但不同季节表面流速在纵剖面上的分布情况不同, 横剖面上主流线附近流速最大, 向冰川两边逐渐递减, 各观测点均平行于主流线方向向冰川末端运动, 表现出冰川运动一般规律. 在冰川表面运动速度观测区域内东南边缘流速略大于西北边缘, 同时与规模相近的冰川运动速度相比, 宁缠河3号冰川运动速度较大.     

天山南坡科其喀尔冰川消融区运动特征分析

基于2009年5月至2011年10月科其喀尔冰川的花杆观测资料,对其消融区的表面运动特征进行分析. 结果表明：冰川消融区的年水平运动速度最大值为86.69 m·a^-1,年垂直运动速度最大值为15.34 m·a^-1,均出现在冰川海拔4 000~4 200 m的消融区上部;在靠近冰川末端的冰舌下部,受冰量补给减弱、厚层表碛覆盖等影响,冰川运动缓慢,年水平运动速度小于5 m·a^-1,而垂直运动速度值小于2 m·a^-1. 大多数横剖面的水平运动速度具有从中部向边缘逐渐减小的特征,而有的剖面却出现局部速度增大的区域. 整体而言,冰川水平及垂直运动速度随海拔降低而减小,符合冰川运动的一般规律,但主要受地形作用的影响,垂直运动速度随海拔的变化会出现波动. 消融期月水平运动速度与同期气温和降水的变化具有一定的相关性,可能反映出气候快速变化对冰川运动的影响.     

天山托木尔峰科其喀尔巴西冰川表面运动速度特征分析

天山托木尔峰科其喀尔巴西冰川是典型的树枝状山谷冰川,利用3组(6期)ASTER遥感影像通过COSI-corr软件反演了该冰川表面运动速度.与花杆测量数据进行对比,反演冰川表面运动速度平均绝对误差为3.1 m·a-1,相对误差为11.9%,二者在空间上的分布基本一致,表明其反演精度符合要求.在此基础上,分析冰川表面运动速...     

近期小冬克玛底冰川物质平衡变化及其影响因素分析

冰川物质平衡是反映冰川状况最为直接、 可靠的参数.基于2008-2012年小冬克玛底冰川花杆和雪坑实测的物质平衡资料以及相关的气象资料, 获取了小冬克玛底冰川物质平衡数据并对其影响因素进行了分析.结果表明: 2009-2012年冰川末端共退缩19.7 m, 年均退缩量为4.9 m, 是1990年代中末期的2.3倍; 平衡线高度为5 720 m, 相比1990年代初的海拔5 600 m上升了120 m.与1995年相比, 冰川面积减少了0.095 km², 末端海拔从5 380 m上升到5 420 m. 2008-2012年小冬克玛底冰川物质平衡总量为-1 584 mm w.e., 相当于冰川整体减薄1.76 m. 2009/2010年度物质平衡量为-996 mm w.e., 是小冬克玛底冰川有观测记录以来的最大负平衡值, 夏季平均气温偏高和青藏公路维修导致表面反照率急剧降低是主要原因.对影响冰川物质平衡的因素分析结果表明, 气温特别是夏季气温和净辐射是小冬克玛底冰川物质变化的主要影响因素.     

黑河流域地表反照率估算及其时空特征分析

基于不同空间尺度、长时间序列的地表反照率产品探究黑河流域2000—2012年的反照率时空变化特征。首先基于角度格网化(AB)算法对黑河流域30 m环境卫星一号HJ-1/CCD大气层顶方向反射率进行了地表反照率估算,作为高空间分辨率的地表反照率产品;选择同种算法计算的1 km空间分辨率的Global LAnd Surface Satellite(GLASS)反照率产品作为低空间分辨率反照率产品。结果表明:1利用AB算法反演的HJ卫星反照率具有较高精度,满足流域尺度反照率时空特征分析的精度要求;2黑河流域地表反照率空间分布差异显著,流域上游植被覆盖区域反照率较低,中下游荒漠地表反照率较高;3流域地表反照率的年内变化与季节性降雪和作物物候周期性变化一致。从季节变化角度,黑河流域反照率月平均值的年变化呈"U"字型,其中,冬季反照率最高,春季和秋季次之,夏季最低。从年际变化角度,黑河下游反照率呈上升趋势,上游和整个流域呈下降趋势。     

云量对祁连山老虎沟12号冰川表面能量平衡的影响

为探讨云量对冰川表面能量平衡（SEB）的影响,利用架设在老虎沟12号冰川（简称12号冰川）消融区（4 550 m a.s.l.）的自动气象站资料,结合能量平衡模型计算各能量分量并分析其季节变化,通过云量参数化方案获取云量因子并量化其对冰川表面能量收支的影响。结果表明：净短波辐射为冰川表面主要的能量来源（92%）,净长波辐射为主要能量支出（61%）,二者均受云量影响,但云的短波辐射效应更强（-37 W?m^-2）。云量通过影响辐射收支和湍流通量进而影响冰川表面能量收支,随云量的增加,冰川表面获得的能量减少,冰川消融速率降低。与其他区域的冰川表面能量收支对比,除地理位置、反照率、气温等因素外,海拔和云量的影响也非常显著。