喜马拉雅山北坡典型冰川流域水文过程比较研究北大核心CSCD

2005年为喜马拉雅山中段的暖干年,夏季气温为历年最高。本文利用2005年珠穆朗玛峰绒布冰川下游水文观测资料及附近定日气象站资料、羊卓雍湖卡鲁雄曲冰川流域水文资料及附近浪卡子站气象资料,分析了两个流域的融水过程,建立冰雪消融数值模型,并进行了对比研究。结果表明:统计相关得到两流域气温和降水高度相关性(r>0.8),说明在区域尺度上两个地区的气候过程相似。绒布冰川消融强度比卡鲁雄曲冰川约大2倍,冰川退缩速率二者也差2.5倍,说明用冰川消融气温估计的水量损失基本反映两地冰川变化的事实。本文提出的冰雪融水模型,可以用于两个冰川区之间广大无资料冰川流域融水及冰川变化的估计,以及恢复珠穆朗玛和喜马拉雅山脉其他地区的长期水文过程及水资源变化的计算。     

高亚洲冰川系统物质平衡特征及其对全球变化响应研究进展与展望

分布在高亚洲的大量现代冰川,是亚洲中部干旱半干旱地区最重要的淡水资源.高亚洲各区因环境差异,各区冰川系统物质平衡及其对全球气候变化的响应就表现出不同特点,需进一步应用冰川系统理论和方法对高亚洲冰川系统进行合理分区,研究各分区冰川系统的结构特征、物质平衡特征及其对气候变化的响应过程.通过总结国内外高亚洲冰川系统研究的现状,找出了国内外研究的优势及不足;在此基础上,从高亚洲冰川系统的等级划分、气候地形背景、结构特征、物质平衡特征、对全球变化的响应以及冰川系统径流变化对冰川灾害及环境影响的评估等方面进行了研究展望.并认为需要根据各区气候、地理条件划分不同的次级冰川系统,然后分别对不同冰川系统的冰川变化进行预测,根据冰川变化趋势,制定最优利用冰川水资源方案和冰川灾害防范措施.     

中国喜马拉雅山地区冰川1999—2015年期间动态变化遥感调查

根据完成的青藏地区基于1999年ETM、2014/2015年GF-1/OLI两期遥感调查的冰川编目数据,对1999-2015年期间中国喜马拉雅山地区的冰川变化进行分析。结果显示,从1999-2015年间,中国喜马拉雅山地区的冰川普遍退缩,冰川数量减少了85条,面积减少了42.00 km^2,冰储量减少了2.385 km^3,分别占其减少变化率的1.53%、0.67%和0.50%。沿山脉由东向西冰川变化不一,其中东段的冰川数量减少多,西段的冰川面积和冰储量减少多,并且东段的数量减少变化率远大于西段,西段的面积、冰储量减少变化率大于东段,中段的冰川相对稳定。喜马拉雅山地区的冰川在北、北东和东等方向上发生退缩,且减少量依次减少,其中东向的数量减少变化率最大,北东向的面积减少变化率最大,而北向的减少变化率最小。冰川在不同坡度退缩程度不一,在坡度10°~15°范围冰川面积退缩最多、变化率最大,在坡度30°~35°范围数量减少最多、变化率最大。冰川在高程5 500~6 000 m区间数量和面积退缩量最多,其次是在高程5 000~5 500 m区间;在高程3 500~4 000 m区间的退缩变化率最大,而在高程6 000~6 500 m区间的退缩变化率最小。不同流域中冰川变化差异较大,在雅鲁藏布江流域(5O2)冰川数量和面积减少最多,其次是朗钦藏布等流域(5Q2)和朋曲等流域(5O1),而扎日南木措流域(5Z3)的冰川减少量最小,但是变化率最大。总之,小冰川的大规模退缩或者消失,较大冰川也普遍退缩,是喜马拉雅山地区冰川变化的特点。喜马拉雅山地区冰川退缩与气候变化关系密切。根据多年年平均气温和年降水量分析,自1961年以来,该地区年平均气温显著上升,年降水量有增有减,但气温上升、降水量减少是导致冰川消融原因之一。     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响,对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明：①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势,且受地形、气候影响,冰川变化的区域性差异明显;②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源,同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例;③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟,但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰;④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧,造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

新疆山地冰川变化及影响研究进展

揭示新疆山地冰川变化及其影响,对新疆山地-绿洲-荒漠系统的健康和稳定发展意义重大。系统梳理新疆冰川物理变化、化学过程、生物资源、气候响应与生态效应等研究成果。结果表明:①新疆山地冰川总体上呈加速消融之势,且受地形、气候影响,冰川变化的区域性差异明显;②气溶胶解释了乌鲁木齐河源1号冰川表层物质的组成与来源,同位素定量了各流域径流中冰川融水的比例;③冰川变化对极端微生物生存条件、空间分布的影响研究较为成熟,但其与生物资源间的综合反馈机理尚不明晰;④冰川消融对水资源的影响随冰川融水拐点的到来而加剧,造成的生态服务缩减和冰雪产业损失日益凸显。制定统一的冰川提取标准、扩宽研究视角、全面系统观测冰川、提高模拟预测精度、加强灾害预警与制定对策是未来新疆山地冰川研究的关注点。     

喀喇昆仑山厦呈、吕莫慕士塔格山段现代冰川分布及变化特征

在全球气候普遍变暖、冰川大面积退缩的大背景下,为揭示山岳冰川十分发育的喀喇昆仑山脉现代冰川分布及变化特征,以中等空间分辨率(ETM和Landsat 8)卫星数据为主要数据源,采用人机交互式解译方法完成了厦呈慕士塔格山、吕莫慕士塔格山段冰川变化遥感调查,基本查明了区内冰川面积、分布特征和变化状况,共调查1 373处冰川,其中中国境内有554处,境外克什米尔印控区有819处; 同时对区内典型冰川变化进行了2期对比分析,得出冰舌退缩、前进或稳定现象同时存在的结论,为喀喇昆仑山脉冰川变化研究提供了参考依据,为我国西部边海防地区水资源的开发利用和冰雪灾害的防治等提供了科学依据。     

青藏高原西部纳木那尼冰芯同位素记录的气候意义初探

纳木那尼冰川是喜马拉雅山西部地区规模较大的冰川之一,也是开展冰芯气候意义研究有重要潜在价值的冰川.但由于纳木那尼冰川位于西风环流和印度季风影响范围的交界带,不同的环流系统所输送的水汽带来不同的降水稳定同位素信号.因此确定纳木那尼冰芯同位素记录的气候意义是开展该地区冰芯气候记录研究的前提条件.2008年在该冰川积累区所钻...     

青藏高原及周边石冰川识别、冰储量及动力学过程研究进展

青藏高原及周边分布着数量众多的石冰川,因其独特的蓄水功能和气候响应特征,不仅影响区域潜在的固态水资源,还增加了相应灾害发生的风险,受到越来越多的关注。当前,对石冰川识别、冰储量估算及其动力学过程模拟的探讨还较为缺乏,导致无法准确评估广大无资料或缺资料地区的石冰川变化及其气候响应特征。在系统梳理青藏高原及周边石冰川分布特征的基础上,综合回顾和总结了石冰川识别方法、冰储量估算方法、动力学过程及其模拟的研究进展。受观测数据缺乏和方法不确定性等问题的限制,当前青藏高原及周边石冰川编目、识别和冰储量估算精度仍面临诸多挑战。展望未来,应深入认识气候—石冰川动力学过程的相互作用机制,强化天—空—地多层次、多角度和多手段的石冰川监测,集成人工智能和新观测技术的石冰川识别和冰储量估算方法,准确评估气候变化条件下青藏高原及周边石冰川变化、未来趋势及其影响,进而服务于青藏高原及周边区域社会经济可持续发展。     

我国喜马拉雅地区适应气候变化能力建设的需求调查与分析

喜马拉雅地区是全球潜在关键区,过去几十年的气候变化已导致该地区冰川消融,与冰川有关的灾害风险与日俱增,随着气候的持续变暖,冰川消融将对该地区水资源供给产生负面影响.基于社会调查和实地考察,分析了我国喜马拉雅山地区冰川消融对灾害的可能影响,对水电发展的现实和潜在影响,并详细分析了气候变化对农业、牧业和林业的影响.根据调查问卷,分析了当地在适应冰川消融方面的迫切需求,社会经济不同部门适应气候变化的需求.以位于珠峰北坡朋曲河流域的定日县为典型区,探讨了在该县增强适应气候变化能力建设问题.当地应首先加强气候防护基础设施建设,以应对目前强降水增加引发的山洪、冰川加速消融导致的冰川洪水和泥石流危害、气候暖干化导致的农牧业干旱;开展以水能为主,多能互补,能源多样化建设,既可加快当地社会经济发展,又可促进当地居民适应气候变化能力的提高;吸引本地人才回流,加强各级岗位人才培训,提高管理水平和技术水平;大力开展科普宣传,提高农牧民对气候变化及其影响的了解和认识,增强其防御和应对能力.     

近百年来青藏高原冰川的进退变化

近百年来, 青藏高原的冰川虽然出现过两次退缩速率减缓或相对稳定甚至小的前进阶段, 但总的过程仍然呈明显的波动退缩趋势. 随着全球气候的波动变暖, 特别是进入20世纪80年代以来的快速增温, 使高原冰川末端在近几十年间出现了快速退缩. 以高原东部和南部边缘山地的冰川变化幅度最大, 而高原中北部山区和羌塘地区的冰川变化幅度较小, 相对比较稳定. 显示出青藏高原冰川对气候变化响应的敏感性在边缘山区较中腹地区更为敏感.     

青藏高原冰川对气候变化的响应及趋势预测

青藏高原是世界上中低纬度地区最大的现代冰川分布区,这里冰川末端在近百年来总的进退变化趋势是退缩,但在本世纪初至20～30年代和70～80年代间多数冰川曾出现过稳定甚至前进。对比近百年来气候变化,冰川变化虽然滞后于温度变化,但它们之间存在着很好的对应关系,多数冰川对温度变化滞后时间在10～20年间。根据80年代以来平均物质净平衡值,大致将青藏高原划分为:内部为平衡或正平衡区;向外为负平衡区;边缘为强负平衡区。以冰川对气候响应滞后关系预测,在今后10～20年间,青藏高原边缘冰川末端仍继续处于后退,而高原内部冰川末端位置变化不大。     

Elemental variations in glacier cryoconites of Indian Himalaya and Spitsbergen,Arctic

Cryoconite samples were collected from two different climatic domains i.e., the Sutri Dhaka glacier, western Himalaya India and Svalbard glaciers, the Spitsbergen, Arctic, to understand the elemental source and elemental deposition patterns. The data of geochemical analysis suggest that the Himalayan cryoconite samples accumulate higher concentrations as compared to the cryoconite samples of the Arctic glaciers. The concentration of lithophile elements (Cs, Li, Rb and U) was recorded higher in the cryoconite holes of the Himalayas, especially, in the lower to the higher parts of the glacier, whereas, lower concentrations were recorded in the Arctic samples. Chalcophile elements in the Himalayan cryoconites are enriched in As and Bi while the Arctic cryoconite samples show a higher concentration of Bi, Pb and As. The higher concentrations are responsible for influencing the ecosystem and in human health related issues. Siderophile elements (Co, Fe, Mn and Ni) show high concentrations in the Himalayan samples, whereas, the Arctic samples show minor variations and low elemental concentration in these elements, respectively. In addition, a few elements, such as Ag, Mg, and Ca show higher concentration in the Himalayan glacier samples. Ca also occurs in high concentrations in Arctic glacier samples. R-mode factor analysis of the Himalayas (Arctic) samples indicate that the elements are distributed in four (three) factors, explaining 89% (90%) of the variance in their elemental distribution. The Factor 1 suggests statistically significant positive loadings for most of the lithophile, chalcophile and siderophile elements of the “Himalayan” and the Arctic cryoconite samples. The sample-wise factor score distribution shows a considerable variation in the sampling locations along the glaciers of both the regions. Factors 2 and 3, demonstrate insignificant loading for most of the elements, except statistically significant positive loading in some of the elements of the both, Himalayan and Arctic “cryoconites”. The higher elemental concentration in the cryoconites of the Himalayan region may be an indicator of the natural processes and/or attributed to the rapid industrialization in the Asian countries.     

1993—2016年喀喇昆仑山中部Shigar流域冰川物质平衡变化空间特征研究

基于Landsat系列卫星遥感影像、SRTM DEM和TanDEM-X DEM对喀喇昆仑山中部Shigar流域不同类型冰川的面积变化、物质平衡进行了分析.结果表明:1993—2016年间Shigar流域内有25条跃动冰川(面积增加1.30 km2),68条前进冰川(面积增加0.86 km2),50条退缩冰川(面积减少3...     

Snowmelt runoff and groundwater discharge in Himalayan rivers: a case study of the Satluj River,NW India

The Himalayas are one of the largest cryospheric systems outside the Polar Regions, and include more than 12,000 glaciers spread over an area of about 33,000 km². The Himalayan glaciers and snow packs retreating at an accelerating rate, thereby creating an alarming situation for the huge population that resides in northwestern India and southeastern Pakistan, as they depend on surface water resources in the region and rivers emanating from the Himalayas. This work attempts to quantify the contribution of different sources such as glacial/ice/snow melt and groundwater discharge to the Satluj River using the stable isotopes based hydrograph separation method at Ropar (foot hill) and Yusufpur in plain of Punjab, India. A mass balance model of three-component mixing has been engaged using the values of δ¹⁸O and electrical conductivity of the river water, and its discharge fraction, to estimate the time-varying relative proportion of each component from July 2013 to January 2014. The proportion of glacier melt was found to peak up to ~?64% at Ropar and ~?15% at Yusufpur during the wet summer months. The fraction of groundwater discharge was found to vary between 10–20% at Ropar and 25–35% at Yusufpur (Punjab plain) over time. The observed trend of d-excess (deuterium excess) values of river water also suggests that the glaciers and snow packs at higher altitudes contain a significant fraction of snow derived from vapor originating in the Mediterranean region, driven by the mid-latitude westerlies known as western disturbances.     

Retreat rates of debris-covered and debris-free glaciers in the Koshi River Basin,central Himalayas,from 1975 to 2010

Debris-covered glaciers are common in the Himalayas and play a key role in understanding future regional water availability and management. Previous studies of regional glacial changes have often neglected debris-covered glaciers or have mixed them with debris-free glaciers. In this study, we generated a new glacier data set that includes debris-covered and debris-free glaciers to study the glacial surface area change in the Koshi River Basin in the central Himalayas. Long time-series Landsat data were used to extract the glacier boundaries using automatic and manual classification methods. The glacial area decreased by 10.4% from 1975 to 2010 at a rate of 0.30% a^?1, with accelerated melting since 2000 (0.47% a^?1). Small glaciers melted faster than large glaciers. In terms of distinctive glacier types, debris-free glaciers shrank at a rate of 0.45% a^?1, faster than debris-covered glaciers (0.18% a^?1), while debris-covered glaciers larger than 5.0 km² retreated at a rate faster than debris-free glaciers of the same-sized group. We also studied the potential interactions between 222 supraglacial lakes and debris-covered glaciers. Debris-covered glaciers with glacial lakes melt faster than glaciers without lakes. This study can improve our understanding of the differences in the changes between debris-covered and debris-free glaciers in the central Himalayas and help evaluate water resource changes in the Himalayas.     

新疆冰川近期变化及其对水资源的影响研究

新疆的冰川水资源居全国第一,在新疆水资源构成和河川径流调节方面占有重要地位。最近30多年来,随着气温升高,冰川出现了剧烈的消融退缩,冰川融水径流量普遍增加,并对气温的依赖性增强。文章基于最新冰川观测研究资料,阐述新疆冰川的近期变化,分析对水资源的影响。研究表明,所研究的1800条冰川,在过去26～44年间,总面积缩小了11.7％,平均每条冰川缩小0.243km2,末端退缩速率5.8m/a。冰川在不同区域的缩小比率为8.8％～34.2％,单条冰川的平均缩小量为0.092～0.415km²,末端平均后退量为 3.5～10.5m/a。由于新疆各流域中冰川的分布、变化特征,以及融水所占河川径流的比例不同,因此,未来气候变化对新疆各个区域水资源的影响程度和表现形式是不同的。分析表明,在塔里木河流域,冰川水资源具有举足轻重的作用,但是,一旦冰川消融殆尽,对该地区将产生灾难性影响,现今该区冰川消融正盛,估计在今后30～50年,只要保持升温,冰川融水量仍会维持。未来20～40年,天山北麓水系中,1km²左右的小冰川趋于消失,大于5km²冰川消融强烈,因此,以小冰川居多的河流受冰川变化的影响较大。东疆盆地水系中的冰川数量少,并处在加速消融状态,河川径流对冰川的依赖性强,冰川的变化已经对水资源量及年内分配产生影响,水资源已经处在不断恶化之中。对于伊犁河与额尔齐斯河流域,未来冰川变化对水资源的影响在数量上可能有限,但会大大削弱冰川融水径流的调节功能。而气候变化对积雪水资源的影响和可能造成的后果应该予以特别关注。     

1980-2015年青藏高原东南部岗日嘎布山冰川变化的遥感监测

基于地形图、航空摄影相片和Landsat OLI遥感影像,对青藏高原东南部岗日嘎布山1980-2015年间的冰川变化进行了研究。结果表明： 1980-2015年,岗日嘎布山冰川面积减少679.50 km²（-24.91%）,年平均面积退缩率为0.71%·a^-1,末端海拔平均抬升了111 m。研究区范围内有10条冰川处于前进状态,冰川长度平均增加566.17 m;其余冰川均处于退缩状态,冰川长度平均减少823.49 m。与中国其他山系冰川相比,岗日嘎布山冰川面积年平均退缩速率较大,冰川长度变化速率最大,是冰川退缩最强烈的地区之一。岗日嘎布山冰川变化与气候变化关系密切,对研究区附近三个气象站5-9月平均气温和降水变化分析表明,自1980年以来,岗日嘎布山5-9月平均气温显著上升,降水变化不明显,是导致该区域冰川呈现快速退缩的主要原因。     

Impact analysis of climate change on Kolahoi Glacier in Liddar Valley,north-western Himalayas

Glaciers are among the most conspicuous and dynamic features on the earth’s surface and are also highly sensitive to changes in climatic parameters. Glaciers in the Kashmir Himalayas have been reported to be retreating due to climate forcing. Kolahoi Glacier is one of the largest and important glaciers of the Kashmir Himalayas and is the main source of Liddar River, which is the largest tributary of the Jhelum River system. In the present study, an analysis to assess the response of Kolahoi Glacier to the changing climate was carried out using the Survey of India (SoI) map and multi-temporal Landsat satellite data. The results show a significant change in the spatial extent of Kolahoi Glacier. The total area of this glacier has reduced from 12.21 km² in 1962 to 11.61 km² in 2010. An analysis of meteorological data (temperature and precipitation) shows that the average annual temperature increased from 9.1 °C in 1980–1989 to 10.3 °C in 2000–2009, while the precipitation decreased from 1329.44 to 1126.89 mm during the same period. The results suggest that this glacier will be annihilated completely if the same retreating trend continues.