博格达峰地区冰川和积雪变化遥感监测及影响因素分析

20世纪以来,随着全球气候变暖加剧,冰川和积雪普遍退缩,严重影响到人类的生存和社会经济的可持续发展,这一问题在我国西北干旱区的博格达峰地区及其周边地区尤为突出。以博格达峰地区为例,利用1990—2016年Landsat 5与Landsat 8遥感影像,对比分析归一化积雪指数（NDSI）、归一化冰雪指数（NDSII）、归一化主成分雪指数（NDPCSI）和缨帽转换湿度指数（WET）在博格达峰地区监测冰川和积雪的能力,同时结合研究区周边气温、降水数据和研究区地形数据,探讨博格达峰地区冰川和积雪面积变化与区域地形、气候间的响应关系。结果表明：（1） WET相对于NDSII、NDSI和NDPCSI精度值更高,可以替代NDSI、NDSII监测博格达峰地区冰川和积雪面积。（2） 博格达峰地区冰川和积雪面积呈持续退缩的趋势。1990—2016年,冰川和积雪面积减少率约20.07%,且年退缩率不断增加。（3） 高程、坡度和坡向对冰川和积雪面积变化的影响较显著,山地阴影对其影响较弱,气温的升高是冰雪面积减少的主要因素。     

天山南坡科其喀尔冰川作用区CO2通量观测研究

冰川融水径流的发育和形成过程中,存在大量水化学侵蚀,尤其是K/Na长石及碳酸盐的水解作用,可能消耗水体中H⁺,促使大气CO₂溶于水形成重碳酸盐,影响区域碳循环。2015年7月21日-2017年7月18日选取相对平坦开阔的西天山科其喀尔冰川表碛物覆盖区,利用涡度相关法进行CO₂通量监测。结果表明：大气CO₂通量介于-17.99~3.59 g·m^-2·d^-1之间,平均值为-2.58 g·m^-2·d^-1,说明研究区是一个显著的碳汇。净冰川区系统CO₂交换量主要受大气CO₂通量支配,但日内变化显著,白天因冰雪消融导致大气CO₂沉降于融水中促进区域水化学侵蚀,而夜间因太阳辐射减少,冰雪消融减弱甚至停止,抑制了区域CO₂沉降,甚至再生冰的形成引起溶解于液态水中的CO₂释放。净冰川区系统CO₂交换量与气温呈显著的负相关关系,即气温升高,大气CO₂沉降量增加;当降水量小于8.8 mm时,交换量随降水量变化不显著,而降水量大于8.8 mm时,CO₂沉降量随降水量增加而减少。净冰川区系统CO₂交换量随日径流量的变率遵循：积雪消融期 > 积雪积累期 > 冰川消融前期 > 冰川消融后期 > 冰川消融峰期,意味着积雪消融存在时,系统CO₂交换量随日径流量变率较大,可能是因积雪本身的阻尼作用或积雪期水文通道不发育,积雪融水较冰川冰融水汇集相对较慢,为可溶性物质化学反应提供充分时间,增强了CO₂沉降。     

积雪覆盖度对沙尘暴的影响分析

采用遥感监测内蒙古中西部地区积雪覆盖度数据以及地面气象观测站1961—2005年沙尘天气观测资料,以沙尘暴、扬沙发生日数为定量指标,分析了内蒙古中西部地区积雪覆盖度与沙尘暴、扬沙发生日数的关系。研究结果表明,在内蒙古中西部地区,积雪覆盖度与沙尘天气的发生有负相关关系,但地表积雪覆盖对沙尘暴的抑制作用要小于对扬沙的抑制作用,这种负相关关系在1—3月较11—12月更为显著。积雪覆盖度决定了积雪的影响范围,而积雪日数则决定了这种影响持续的时间,综合考虑这两种因素,构建了积雪指数用以反映积雪的这种空间和时间的共同作用。积雪指数能较好地反映积雪日数与积雪覆盖度对沙尘天气的综合作用。     

冰川与冻土

P902,P941.52006021150中国寒区分布探讨=Cold regions in China/陈仁升,康尔泗…∥冰川冻土.—2005,27(4).—469~475研究结果表明:用最冷月平均气温<-3.0℃、平均气温>10℃的月份不超过5个年平均气温≤5℃等3项指标所划分的寒区,与中国多年冻土、冰川、稳定性季节积雪、气候区划和植被区划边界基本一致.最终划分的中国寒区面积为417.4×104km2,占我国陆地面积的43.5%.图6表3参20(洪明)Bi冰川P343.62006021151表碛下冰面消融的模拟与估算=Esti mation of ice ablationunder a debris cover/韩海东,丁永建…∥冰川冻土.—2005,27(3).—329…     

基于MODIS的长江源近10年积雪反照率时空分布及动态变化

利用EOS-MODIS卫星的积雪反照率数据和一元线性回归法分析2001~2010年长江源区积雪反照率的分布及变化趋势。结果表明:①长江源区积雪季积雪反照率空间分布差异大。冰川区是积雪反照率高值中心(0.67~0.91),长江源东部地区是低值中心(0.15~0.48)。②积雪反照率空间分布四季变化明显,峰值出现在次年1月份。③长江源区近10 a积雪季平均积雪反照率在高海拔区和冰川区增大比较显著(0.001 2/a)。与积雪面积和积雪季降雪量变化呈显著正相关;而源区夏季各月积雪反照率有明显降低趋势,与夏季温度的变暖趋势呈正反馈关系。     

基于多源遥感数据的玛纳斯河流域冰川物质平衡变化

冰川物质平衡变化是连接气候和水资源的重要纽带,对河川径流有重要的调节功能。本文采用MOD11C3和TRMM 3B43等多源遥感数据驱动度日模型,模拟了2000—2016年玛纳斯河（简称玛河）流域冰川物质平衡过程,并分析了冰川融水对径流的补给规律。结果表明： ① 通过构建气温及降水反演模型能有效校正气象遥感原数据的精度,且经降尺度后能较精细刻画冰川区气候变化特征。冰川区年均气温和降水量分别为-7.57 ℃和410.71 mm,海拔4200 m处为气候变化剧烈地带,气温直减率以其为界上下分别为-0.03 ℃/100 m和-0.57 ℃/100 m,降水梯度分别为-2.66 mm/100 m和4.8 mm/100 m,海拔大于4700 m后降水又以5.17 mm/100 m递增。② 研究期内流域冰川持续呈负平衡状态,累积物质平衡达-9811.19 mm w.e.,年均物质平衡介于-464.85~-632.19 mm w.e.之间。垂向物质平衡在消融区和积累区分别以244.83 mm w.e./100 m、18.77 mm w.e./100 m递增。2000—2002年、2008—2010年冰川消融减缓,2002—2008年、2010—2016年消融加剧,其中2005—2009年期间冰川亏损最为强烈。③ 年内河川径流对冰川物质平衡变化响应强烈,尤以7月、8月物质平衡亏损最为严重占全年总量的75.4%,使得同期河川径流量占全年径流总量的55.1%。年际冰川融水补给率波动于19%~31%之间,可能是不同年份降水和积雪融水补给率差异较大所致。玛河与天山北坡其他河流冰川融水贡献率非常接近,也进一步证实了本研究物质平衡估算结果的可靠性。本研究可为其他流域冰川物质平衡研究提供借鉴和参考。     

陆地水文

P648．025 2007021055长江黄河源区积雪空间分布与年代际变化=Distribution of snow cover and its inter-decadal variation in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers/杨建平,丁永建…//冰川冻土．—2006,28(5)．—648～655应用长江黄河源区及其周边地区16个气象站逐日积雪资料,分析了长江黄河源区积雪的空间分布和年代际变化特征．结果表明:以巴颜喀拉山主峰为中心的黄河源头和     

气候变化背景下冰川积雪融水对博斯腾湖水位变化的影响

依据近50年来博斯腾湖流域开都河大山口水文站径流数据和8个气象台站的气温、降水、积雪融水资料,并借助相邻流域天山1号冰川物质平衡资料,对气候变化背景下冰川和积雪融水对开都河径流量及博湖水位的贡献率进行了诊断分析。通过多元线性拟合法和偏相关分析法研究表明,1号冰川物质平衡与大山口水文站年径流量具有显著反相关关系,相关系数-0.28,但开都河年径流量变化并不能完全由冰川融水解释,降水和积雪融水的影响也非常重要,它们与大山口年径流的偏相关系数分别为0.57和0.40,超过99.9%和99%置信度水平。气温、降水、积雪融水拟合年径流与观测年径流的相关系数达0.63,超过99.9%置信度水平。各季节分析表明,春、秋季的降水和气温对径流具有显著影响,偏相关系数分别为0.52和0.37;夏季主要是冰川和积雪融水对径流的影响,其中积雪融水与径流的偏相关系数达0.51。夏季是一年中径流最大的季节,其变化主导着年径流量的变化,因此冰雪融水作为博斯腾湖的入湖水源,对博斯腾湖水位变化的影响不容忽视。     

中国西部冰川度日因子的空间变化特征

在冰川与积雪消融研究中,度日模型应用较为广泛,该模型是基于冰雪消融与气温,尤其是正积温之间的线性关系建立的。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,其空间变化特征对于不同模型模拟冰雪消融过程的精度有较大影响。 本文根据中国西部不同地区数十条冰川的短期考察和观测资料,分析了西部冰川度日因子的空间变化特征,结果表明：由于青藏高原及其周围地区独特的气候和热量条件,西部冰川度日因子具有明显的区域特征。在同一冰川上,度日因子的空间变化较为明显。从冰川类型来看,与极大陆型及亚大陆型冰川相比,海洋型冰川的度日因子较大。总体看来,西部冰川的度日因子由西北向东南逐渐增大,这与中国西部冰川的气候环境变化趋势是一致的,即在干冷的气候条件下,度日因子较小;而在暖湿的气候条件下度日因子较大。     

地图与遥感 遥感的应用

P407.82007010909基于EOS/MODIS的新疆积雪监测=Snow monitoring using EOS/MODIS data in Xinjiang,China/黄镇,崔彩霞∥冰川冻土.—2006,28(3).—343~347利用EOS-MODIS地球观测卫星接收数据,选择新疆13个地州(区、市)为监测对象,对2002年1月至2003年11月EOS/MODIS卫星近2500条轨道资料的处理分析,提取监测区晴空影像图163张,并对对应地区的积雪面积及深度用归一化差分积雪指数NDSI分层阈值法进行监测方法的初步探讨,结果表明,该监测方法对于提取积雪的空间分布信息是可行的.图4表1参6(洪明)BiP407.82007010910一种简化的…     

中国典型季风海洋性冰川区雪坑环境记录分析

白水1号冰川是亚欧大陆纬度位置最低的冰川,冰川区90%的降水主要受季风气候影响。运用多种方法对该区雪坑化学的季节性特征分析表明,2006年5月7日采集的两雪坑主要是2005年夏季风期和2005~2006年度非夏季风期的积雪积累;夏季风期积雪中远源物质主要是随季风环流而来的海盐气溶胶及其沿途工、农业区的污染物质,非夏季风期主要是源自印度塔尔沙漠以及中亚和西亚地区的粉尘;季风期和非季风期(2005~2006年度)间积雪化学特征存在较大差异;两雪坑季风期间积雪化学特征的不同主要反映了不同海拔消融强度和淋溶过程的差异,非季风期间的不同主要反映了局地环境的影响,特别是山谷风携带的地壳物质的影响。     

祁连山西段冰川积雪中大气粉尘沉积特征

基于2012 年夏季野外考察、微粒粒度测试和扫描电镜(SEM-EDX) 微观形貌观测研究, 对位于我国青藏高原东北缘的祁连山西段典型极大陆型冰川区老虎沟12 号冰川、野牛沟十一冰川积雪中大气粉尘沉积进行了分析研究。两冰川区积雪中微粒的平均质量浓度分别是3461 μg/kg、2876 μg/kg, 年均沉积通量分别是207.6 μg/cm²、143.8 μg/cm²。将本研究区与其他区域冰川积雪中粉尘浓度对比研究表明, 冰川受周边粉尘源区影响较大。雪坑微粒浓度剖面和离子相关性分析表明, 祁连山西段冰川积雪中污化层富含亚洲粉尘的富Ca²⁺、Na⁺矿物;微粒体积-粒径分布众数介于3~22 μm, 两冰川区的粒径众数分别为12.6 μm和12 μm, 粒径分布均显示了单结构模式, 同时反映了祁连山冰川区与毗邻的天山地区雪冰中粉尘粒径分布模式的相似性和粒径众数的差异性。通过SEM-EDX对粉尘颗粒的微观结构研究发现, 颗粒绝大多数为形貌不规则的矿物粉尘颗粒, 和很少数量的飞灰颗粒等。同时, 对粉尘来源结合Sr-Nd同位素测定和气团后向轨迹分析进行验证, 认为位于研究区北边的巴丹吉林沙漠是祁连山12号冰川区粉尘最可能的源区。     

中国冰冻圈文化服务专题区划研究

本文以中国冰冻圈服务综合区划、自然和人文地理区划等理论、方法为基础,综合中国冰冻圈主要组成要素（冰川、冻土、积雪）及其社会文化要素（民族、历史、聚落、旅游文化和行政区划）,采用相似性与差异性、综合性与主导性、等级性与逻辑性和空间连续与行政边界相结合的方法,提出了“文化服务+文化产业+经济开发”导向的中国冰冻圈文化服务专题区划方案。根据空间聚类方法和专家判断,将其划分为青藏高原冰川—冻土—积雪文化区、西北冰川—积雪文化区、东北冻土—积雪文化区、北方积雪文化区和南方积雪文化区5个一级区划大区,依据文化与地域要素异质性原则,再细分为12个二级区划亚类和51个三级区划基本类型。专题区划方案与中国冰冻圈空间分布、中国自然地理综合区划、中国人文地理综合区划等的吻合度较高,体现了冰冻圈组成要素与冰冻圈区域文化要素的依存关系及区域空间异质性规律。本文深化了对中国冰冻圈文化服务及其空间异质性的认知,可为冰冻圈文化保护、传承、发扬,以及不同区域冰冻圈文化、旅游产业的开发及相关产业的运营、管理提供科学依据。     

新疆阿勒泰地区2002-2011年地表水资源变化趋势

在RS技术支持下,应用气象数据（主要为气温、降水）、基础地理数据及2002-2011年时间序列的Landsat TM、ETM+、MODIS/Terra+Aqua MCD43A4遥感影像产品,对阿勒泰地区地表水资源时空变化特征进行了分析,探索气象因素影响下阿尔泰山冰川积雪和地表水资源之间的相互作用。结果表明：在研究时段内,阿尔泰山6月2日的冰川积雪面积呈波动增加趋势,8月21日的冰川积雪面积则呈波动减少趋势。从景观格局的特征来看,随着夏季冰雪融水量增加,水资源量总体呈上升趋势,在研究时段内水域总面积增加了57.91 km²,增加面积主要来源于湖泊和水库,2011年的湖泊和水库面积分别为1 044.33 km²和196.27 km²,比2002年分别增加了16.67 km²和101.79 km²;沼泽湿地和坑塘湿地的面积变化呈一定的起伏,2002-2011年间面积分别减少了35.91 km²和24.27 km²,湖泊和水库的破碎度较低,沼泽湿地、河流和坑塘湿地的破碎度高,表明沼泽湿地、河流和坑塘湿地对气象因素变化较敏感。     

中国天山西部山区森林积雪消融过程观测分析——以巩乃斯河谷为例

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站区内阳坡无林地和阴坡不同开阔度森林内积雪深度、融雪速率以及常规气象的观测,分析了融雪期不同开阔度森林积雪的消融过程以及积雪表面能量平衡特征。结果表明:不同开阔度林冠下积雪深度具有相同的变化趋势,森林的林冠开阔度越大,林下积雪深度越大,林下积雪开始消融和完全消融的时间越晚,消融期也越长。森林积雪融雪开始和结束时间比阳坡无林地区晚20~30 d左右。融雪前期林冠开阔度越大,其林下融雪速率越小。融雪后期则森林开阔度越大,森林积雪的融雪速率越大。不同时期由于不同开阔度林冠下雪面能量收支以及雪层深度等物理特性的差异,从而使不同开阔度林冠下森林积雪融雪速率的相对大小,融雪速率最大值出现时间和日变化特征均不相同。晴天森林积雪的消融速率和日变化特征取决于净短波辐射和长波辐射变化特征。降水期间,其融雪速率的变化则主要受降水形式、降水量以及积雪深度等雪层特性的影响。     

基于HJ-1数据的木孜塔格峰地区雪深时空变化

以木孜塔格峰地区为研究区,从不同坡度、坡向的样方内测量雪深和采集光谱,通过分析归一化差分雪盖指数（Normalized Difference Snow Index,NDSI）、反照率、HJ-1卫星的红外波段反射率与雪深的相关关系,建立了适用于HJ-1星的积雪深度反演模型,估算出2012年4月14日-25日木孜塔格峰地区的雪深时空变化,并结合实测数据进行验证。结果表明:反照率反演模型的复相关系数为0.992;通过NDSI阈值区分混合雪盖像元和积雪像元,雪深估测精度可达92.78%。冰川区的反照率、NDSI与海拔的相关系数分别为0.626和0.733,且高海拔带反照率值明显高于低海拔带的反照率值。受西风带降雪的影响,非冰川区的北坡雪深值较大;西坡、南坡次之;东坡最小,且雪深最大值出现在坡度约等于10°处。雪深估测的相对误差随着样地的坡度增大而增加,坡度为15°时相对误差较大。     

白马雪山发育现代冰斗冰川的条件基础及其发育特征

位于横断山脉中部的白马雪山是著名的世界遗产地——三江并流中澜沧江与金沙江的分水岭。依据2011年5月对白马雪山冰川环境的考察,发现白马雪山4200m以上部分区域有终年积雪覆盖,根据Ohmura对70条中高纬现代冰川的相关研究所得出的山岳冰川雪线处降水量与气温的关系（此关系也被Hebenstreit用于计算台湾部分偏低纬度的山地现代雪线计算）并结合当地的气候数据,计算出白马雪山现代理论雪线位置大概为4800m,低于山体顶峰海拔高度。且位于4800m以上的部分地形适合冰川发育,依据这些可形成冰川的理论条件,可见白马雪山部分较高地区至今仍有小规模的现代冰川发育。白马雪山现代冰川变化以及终年积雪分布特征反映了一段时间内当地的气候环境变化。     

我国天山山区公路山地灾害及其防治

天山山区公路山地灾害主要出现于海拔>3000米的现代冰缘区,遭山地灾害威胁较严重的是独山子—库车公路和乌鲁木齐—库尔勒公路。较突出的山地灾害是雪崩、风吹雪、自然积雪、泥石流与石冰川,其次是倒石堆、热融滑塌和热融掏蚀。该区公路山地灾害防治应采取预防为主、防治结合的原则,此外应加强灾害预报。     

基于多源数据的内蒙古中东部积雪厚度研究

积雪作为气候系统中重要的环境影响因素受到了普遍的重视,特别是在高纬度、高海拔地区,积雪面积和积雪厚度是积雪研究的两个重要因子。利用2010年11月8日、14日和25日三天的MODIS L1B数据,根据在可见光波段,地表、云和雪在该波段的反射率都比较高的特点,计算得出的积雪覆盖面积空间分布图。积雪深度受降雪量、坡度、坡向等多因素的影响表现为不连续分布,单纯利用气象监测站点无法获得积雪厚度的空间连续分布,而遥感影像也受到局地特征的影响而精度不够。因此,首先基于经验公式,利用MODIS L1B数据计算了积雪覆盖面积,在此基础上,基于气象监测点的积雪深度数据和MODIS L1B波段的相关性,选择影像数据的最优通道,通过建立多波段的积雪深度回归模型,并且对积雪深度进行空间连续插值,通过将模拟的积雪深度与监测点插值结果进行对比,发现统计回归的方法有效的提高了积雪深度、覆盖度等雪情监测信息精度。     

冰川系统模型及其应用——以金沙江流域为例

全球气候变化带来了一系列的影响,冰川的生存与发展也受到了它的影响.目前,全球变化下冰川的变化是国际冰川学界的研究热点之一.中国是世界上冰川分布最广的中纬度国家,冰川是中国西部干旱地区的重要水资源,冰川的变化对中国环境有重大影响.冰川系统模型是一种基于冰川系统理论的水文学冰川变化预测模型,该模型从系统论的角度对全球变化的背景下冰川融水的变化进行宏观预测,充分利用已有的冰川数据资料对冰川的变化趋势做出总体预测.本文以金沙江流域冰川系统为例,根据流域内的自然环境特征将其分为河源区冰川系统和非河源区冰川系统两个并列的系统,利用冰川系统模型对其在不同的气候变化情景下的响应趋势作了预测,证实了模型的正确性和可行性.这一模型的研究成果对应对全球变化可能产生的影响有积极作用.