基于遥感技术的高山极高山区冰川冰湖变化动态监测

在全球变暖的大背景下,我国藏南地区冰川持续退缩,冰湖不断扩张,从而引发了一系列的地质灾害问题。文章利用Landsat系列影像,在面向对象分类方法的基础上采用波段比值法和NDWI指数提取了藏南希夏邦玛峰地区1994—2018年共9期冰川和冰湖的面积。研究表明,希夏邦玛峰地区净冰川持续退缩,总体速率为（1.28±0.32）%/a,冰湖的扩张速率约为（1.88±1.07）%/a。同时,面积小于1 km2的冰川退缩极为严重,高达33.25%。其次气象再分析数据表明夏季气温和降水的增加可能是该地区净冰川退缩加快的重要原因,并且共同促进了冰湖的加速扩张,大大提高了该地区冰湖溃决的风险。     

基于遥感技术的高山极高山区冰川冰湖变化动态监测——以西藏藏南希夏邦玛峰地区为例

在全球变暖的大背景下,我国藏南地区冰川持续退缩,冰湖不断扩张,从而引发了一系列的地质灾害问题。文章利用Landsat系列影像,在面向对象分类方法的基础上采用波段比值法和NDWI指数提取了藏南希夏邦玛峰地区1994—2018年共9期冰川和冰湖的面积。研究表明,希夏邦玛峰地区净冰川持续退缩,总体速率为(1.28±0.32)%/a,冰湖的扩张速率约为(1.88±1.07)%/a。同时,面积小于1 km~2的冰川退缩极为严重,高达33.25%。其次气象再分析数据表明夏季气温和降水的增加可能是该地区净冰川退缩加快的重要原因,并且共同促进了冰湖的加速扩张,大大提高了该地区冰湖溃决的风险。     

西藏喜马拉雅山脉中段冰湖变化与溃决特征分析 ——以桑旺错和什磨错为例

年楚河流域是西藏自治区农业相对发达的地区,流域内冰川发育较好,冰川融水是地表径流重要的组成部分,冰湖溃决洪水灾害也威胁着下游村镇和城市。本文利用遥感技术对流域内桑旺错和什磨错两个冰湖特征进行分析,结合实地野外调查,对冰湖变化和溃决特征展开讨论。结果表明：1987-2018年,桑旺错和什磨错都呈扩张趋势,面积分别增加了0.31 km²（5.56%）和0.954 km²（96.9%）,变化率分别为0.054 km²·（10a）^-1和0.311 km²·（10a）^-1。桑旺错和什磨错侧碛垄、终碛垄为松散堆积物,结构松散、稳定性差。桑旺错出水口开阔,出水流畅。什磨错没有出水口,在最内侧终碛垄外有渗流。桑旺错和什磨错后缘冰川冰舌相接,冰舌陡峭,冰舌崩塌可能性较大,同时两湖侧碛垄稳定性较低,也存在崩塌的风险。桑旺错溃决风险较小,什磨错溃决风险较大。     

2013年西藏嘉黎县“7.5”冰湖溃决洪水成因及潜在危害

冰湖溃决洪水（泥石流）是西藏自治区主要自然灾害之一. 2013年7月5日,西藏自治区嘉黎县忠玉乡发生“7.5”冰湖溃决洪水灾害事件,导致人员失踪,房屋被毁,桥梁、道路等基础设施遭到严重破坏,直接经济损失高达2.7亿元. 基于不同时间段地形图和遥感影像资料,利用地理信息技术,发现导致“7.5”洪灾的溃决冰湖为然则日阿错. 该冰湖溃决的直接诱因可能是雪崩和冰崩的共同作用,溃决前的强降水过程及气温的快速上升是其间接原因,而冰湖长期稳定的扩张导致水量聚集是其溃决并造成巨大灾害的基础. 然则日阿错溃决后形成2个冰湖,面积分别为0.25 km²和0.01 km²,再次发生溃决的概率极小. 这次溃决洪水和泥石流灾害事件阻塞了尼都藏布的罗琼沟及衣布沟,并形成2处面积分别为0.33 km²和0.13 km²堰塞湖,且存在溃决风险,在今后一段时间内应加强监测工作与排险工程实施.     

入湖冰川物质平衡序列重建与分析--以喜马拉雅山北坡龙巴萨巴冰川为例北大核心CSCD

入湖冰川受冰湖作用影响,物质损失速率高于其他类型冰川,并导致冰湖进一步扩张,冰湖溃决风险增加。建立入湖冰川物质变化序列,对揭示不同类型冰川对气候变化的响应特征,以及评估冰湖溃决风险研究具有重要意义。基于中国地面气象要素驱动数据集和实测气象数据,采用冰川表面能量-物质平衡模型估算了冰川表面物质变化,并结合冰川流动和末端退缩特征,重建了1989-2018年龙巴萨巴冰川物质变化序列。结果表明,近30a龙巴萨巴冰川总物质损失为0.315km^(3)w.e.,平均物质变化速率为-0.114km^(3)w.e.·a^(-1)。冰川平均表面物质平衡为-0.26m w.e.·a^(-1),表面消融是冰川物质亏损的主要贡献因素。气温变化对冰川表面物质损失的影响高于降水;冰川表面物质平衡对夏季气温和降水变化的敏感性强于其他季节;表碛覆盖加速了冰川表面消融,且较薄的表碛厚度会加剧冰川表面物质损失。     

基于遥感和GIS的喜马拉雅山科西河流域冰湖变化特征分析

受全球气候变暖的影响, 冰川退缩, 冰湖数量增多和面积增大被认为指示气候变化的重要依据, 冰湖面积增大导致其潜在危险性增大. 因此, 研究冰湖的变化对于气候变化和冰湖灾害研究具有重要意义. 基于Landsat TM/ETM+遥感影像采用人工解译的方法, 获取了喜马拉雅山地区科西河流域1990年前后、2000年和2010年的冰湖数据, 并对冰湖面积>0.1 km²且一直存在的199个冰湖的面积和长度变化进行对比分析. 结果表明: 科西河流域内面积>0.1 km²的冰湖的面积呈现增加趋势, 1990年冰湖面积为73.59 km², 2010年冰湖面积增加至86.12 km². 科西河流域内喜马拉雅山南北坡冰湖变化存在差异, 喜马拉雅山北坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4 800~5 600 m之间, 而南坡变化较大的冰湖主要分布在海拔4 300~5 200 m之间; 喜马拉雅山北坡的冰湖有65%的冰湖表现扩张, 且扩张冰湖的面积主要是由冰湖在靠近终碛垅的一端基本不发生变化, 而仅在靠近冰川一端发生变化贡献的; 喜马拉雅山南坡的冰湖有32%的冰湖变化表现扩张, 且扩张的冰湖面积主要来自于冰面湖扩张. 在科西河流域内, 位于喜马拉雅山北坡的冰湖平均变化速度略高于南坡的冰湖平均变化速度.     

2008—2018年中国冰川变化分析

调查冰川资源的分布与变化,对区域乃至全球的自然环境与经济社会发展都具有十分重要的意义。基于315景Landsat 8 OLI遥感影像,结合中国第二次冰川编目数据与Google Earth软件,通过人工目视解译等方法调查了2018年中国冰川的分布与变化。结果表明：中国现存冰川53 238条,总面积为（47 174.21±19.93） km²,72%的冰川面积<0.5 km²,规模在1~32 km²的冰川的面积占中国冰川总面积的60%。2008—2018年,中国冰川总面积减少1 393.97 km²,面积变化率为-0.43%?a^-1。冰川面积变化率表现出明显的空间差异,面积退缩最快的是冈底斯山,达-1.07%?a^-1;最慢的是羌塘高原,为-0.05%?a^-1。坡度上,各山系之间的冰川面积变化率差异较为明显。超过70%的山系位于正东和东南方向的冰川面积退缩快,2008—2018年退缩率为-5.0%;正北方向的冰川面积退缩相对缓慢,同时期退缩率为-3.8%。气温和降水变化率差异以及海拔、坡度、坡向等地形差异,共同影响中国冰川的变化。     

藏东南冰湖溃决泥石流灾害及其发展趋势

冰湖溃决泥石流是高山冰湖溃决洪水引起的突发性泥石流,是一种自然灾害现象.西藏冰湖溃决泥石流集中分布于东南部的雅鲁藏布江、波曲及朋曲流域等.冰湖溃决泥石流常形成灾害链对藏东南社会、经济危害严重.分析了气温和降水对冰湖溃决和及其所形成的泥石流的影响,认为冰湖的溃决大部分是由于异常气候条件造成的,冷湿的气候有利于冰川的积累,当气候转为湿热和干热或气温突然升高0.6～1.2 ℃时最易引起冰湖溃决泥石流.通过对西藏地区气候变化的研究,对未来50 a藏东南冰湖溃决泥石流的发展趋势作了预测探讨.一般来讲,气温升高,冰川融水的增加有个临界点,当过了临界点后其冰川融水将会减少,冰湖溃决可能性减少,冰湖溃决泥石流也将减少.也就是说,未来西藏东南部冰湖溃决泥石流的发展趋势,将呈倒"U"字型.冰湖溃决泥石流的发生更多地依赖于突发性的降雨增多.     

希夏邦马峰东坡冰川与冰川湖泊变化遥感监测

1977-2003年的遥感影像显示,希夏邦马峰东坡的冰川在迅速退缩,而其相应的冰川湖泊在迅速增大.南部的吉葱普冰川每年的退缩速度57099 m²,冰舌退缩48 m·a^-1,相应的卢姆池米冰湖面积增加速度大约为79048 m²·a^-1;北面的热强冰川退缩速度在63224 m²·a^-1,冰舌退缩71 m·a^-1,相应的扛西错冰湖面积增加约73 425 m²·a^-1.从这两个冰湖的类型和变化分析,认为其具有发生冰川湖泊溃决洪水的潜在危险.     

基于参数最优地理探测器的西藏冰湖时空变化与影响因素研究

随着全球变暖的加剧,西藏地区冰湖的规模不断扩大,由此可能会发生冰湖溃决自然灾害。本文基于GIS空间分析和参数最优地理探测器方法,分析了西藏地区1990年至2015年间冰湖时空变化以及各环境因子:冰湖海拔、年总降水、年平均温度、年相对湿度、冰川面积变化、GDP、人口密度的影响程度。结果表明:(1)25年间冰湖总数量和总面积的增长率分别为2.57%、6.32%,各个面积大小的冰湖在不同的海拔都有增长,增长最多的是小型冰湖(面积小于0.1 km²),西藏冰湖增长方向性显著,数量分布和面积分布离散程度高,基本分布在西藏东部和南部地区。(2)通过Pearson相关分析,西藏冰湖变化主要受该地区冰川面积变化以及降水量大小影响。(3)地理探测器中,冰川面积变化对冰湖变化影响强度最高,q值为0.5006;交互作用探测中,温度因子与冰川面积变化因子交互作用后对冰湖变化影响解释力最强,且呈非线性增强关系,除温度因子以外,冰湖变化受各因子交互作用影响强度高。     

1987 - 2018年祁连山冰川变化遥感监测及影响因子分析

祁连山冰川融水是维系我国西北地区生态平衡的重要因素。为评估祁连山冰川在全球气候变暖背景下的状态， 利用Landsat-TM、 ETM+、 OLI等遥感影像， 基于波段比值阈值法提取1987 - 2018年共计7期冰川边界进行时序变化分析。结果显示： 近31年来祁连山冰川面积从2 080.39 km²退缩到1 442.09 km²， 年均退缩率达0.99%， 相比1956 - 1990年间的退缩率（0.58%）大幅增加； 近31年来冰川物质平衡线高度稳步上升； 冰川主要分布在海拔4 700 ~ 5 100 m之间， 冰川退缩随海拔降低而增加； 约93%的冰川的面积小于2.0 km²， 小于0.1 km²的冰川的总数和总面积呈增加态势； 0.5 ~ 1.0 km²的冰川退缩最快， 年均退缩率达1.53%， 而大于10.0 km²的冰川退缩最慢， 年均退缩率为0.59%； 祁连山冰川退缩主要由夏季均温升高引起， 且最近十年间冰川呈现出加速退缩的态势。     

珠穆朗玛峰自然保护区湖泊动态及对区域气候变化的响应

利用Landsat卫星影像,采用面向对象分类方法提取珠穆朗玛峰自然保护区湖泊信息,分析了湖泊动态及对区域气候变化的响应关系。结果表明：（1）2015年保护区湖泊总面积为489.07 km²,构造湖、河成湖、冰川湖分别占总面积的77.3%、2.6%、20.1%。（2）1975-2015年,保护区内各类湖泊面积变化速率不同,冰川湖最大（1.05 km²·a^-1）,构造湖次之（-0.85 km²·a^-1）,河成湖最稳定（0.013 km²·a^-1）;保护区南坡冰川湖面积变化速率（0.53 km²·a^-1）略大于北坡（0.52 km²·a^-1）。（3）北坡构造湖、河成湖对区域气候的响应呈阶段性变化规律,1975-2000年珠峰地区气候呈暖湿化趋势,2000年构造湖、河成湖面积达到峰值,两类总计增加22.8 km²;2000-2015年转变为显著的暖干气候,构造湖、河成湖面积均呈减少趋势,总共减少57.16 km²。随着区域气候的变暖,冰川湖总面积不断扩大,近40年间冰川湖面积累计增加43.06 km²。（4）灰色关联度分析显示,年极端低温对构造湖面积变化影响最显著,年均气温对冰川湖起主导作用,年均相对湿度对河成湖影响最大。较其他气候因子而言,降水量对各类湖泊面积变化的影响均最小。     

基于GIS的玛旁雍错流域冰川地貌及现代冰川湖泊变化研究

基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974-2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km²,平均退缩速率0.24 km²·a^-1;湖泊总面积减少37.58 km²,平均退缩速率1.25 km²·a^-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.     

2000—2020年兴都库什东部冰川区物质平衡变化及其影响因素

利用SRTM DEM和ASTER立体像对数据获取的DEM分析了2000—2020年兴都库什东部的冰川物质平衡,并结合CRU TS 4.04气象数据探讨了气温、降水、地形和冰湖对南、北冰川区物质平衡空间差异的影响。结果表明：2000—2020年兴都库什东部冰川区物质平衡为（-0.02±0.04） m w.e.·a^-1,冰川整体呈现微弱的负物质平衡状态。从坡向来看,南坡以正物质平衡冰川居多,北坡以负物质平衡冰川居多。从南、北两个子区域来看,北部冰川区物质平衡为（0.07±0.04） m w.e.·a^-1,南部冰川区物质平衡为（-0.32±0.04） m w.e.·a^-1。北部冰川面积规模大,所处海拔区间高,南部则相反。北部冰川区处于较高的海拔区间且冬季气温较低,导致夏季升温所产生的冰川消融的影响被削弱,冰川物质平衡的分布与降水分布在空间上具有一致性。南部冰川区出现的强烈物质亏损主要是由于夏季气温的急剧升高和冰川处于较低的海拔区间。南、北区域冰前湖和冰面湖面积不断扩大的空间差异性,也在一定程度上加剧了该地区冰川物质平衡的空间差异。     

Remote Sensing Monitoring of Glacier Changes in the Western Region of Tanggula Mountains in Recent 25 Years

This paper focuses on revealing the status quo and variation of glaciers in the western region of Tanggula Mountains. The ratio threshold, NIR water identification and visual interpretation were used to extract the boundary of glaciers based on Landsat data (TM/ETM+/OLI) from 1990 to 2015. In particular, the NIR water identification is a new method to extract glaciers from water, which is suitable to improve the traditional method of ratio threshold. This study used spatial interpolation method to evaluate temperature and precipitation changes. The kriging interpolation method was adapted to manipulate and to extract the appropriate data based on ten weather stations. Comparing to the variations and characteristics of glaciers and climate change from 1990 to 2015, we concluded that glacial retreat in the western region of Tanggula Mountains was serious. The glacier area reduced from 1 693.65 km² to 1 490.81 km², respectively, in 1990 and 2015, in general, approximately 202.84 km² (11.98%) of glacier area has been retreated in the last 25 years. Moreover, the rate of glacier decline after 2000 was much faster than the last decade of the 20th century. In addition, the decreased area of glaciers in the lower altitude basins below 5 000 meters occupied 94.84% of the total change area while the glacier above 5 000 meters almost had no change. The kriging interpolation of the meteorological data indicated that the southeast of the study area was damp and hot while the northwest was cold and dry. The characteristic of temperature distribution from the northwest to the southeast presented from low to high, and precipitation increased in the first of the study period and then decreased but both of them were not very significant. In short, the temperature of study area was increased more prominently since 2000, while the precipitation change was very weak. The mean annual temperature and precipitation of 1980-1989a, 1990-1999a, and 2000-2013a were -3.53 ℃, -3.20 ℃, -2.22 ℃, and 384.49 mm, 354.27 mm, 428.13 mm, respectively. The study found that the glacier change was consistent with temperature variation in spite of the adverse effects of increased precipitation. Therefore, the research concluded that the precipitation change was not more significant comparing to temperature change. In other words, the main reason of the rapid decrease of glaciers in study area was likely due to the rise of temperature.     

中巴经济走廊泥石流活动性分析 ——以中巴公路奥布段为例

中巴经济走廊内的中巴公路奥布段泥石流频发且类型复杂,严重影响着安全出行和贸易流通。在对中巴公路奥布段沿线泥石流沟谷纵剖面形态分析的基础上,揭示其形态指数特征和活动程度,并从区域地形、地质和气象等因素方面探讨了泥石流的活动性差异成因及危害性。研究发现：公路沿线泥石流类型主要包括冰川型和降雨型两种,冰川型泥石流为27条,降雨型为26条。冰川型泥石流活动性强烈,形态指数N ≥ 1的沟谷占冰川型沟谷总数的81%,多数沟谷形态呈下凹状;降雨型泥石流活动性相对较弱,形态指数N ≥ 1的沟谷占其总数的50%,沟谷形态多呈上凸状。研究区大落差地形、不同物源供给和充沛水源条件等对泥石流的发育和活动具有重要影响,也是不同类型泥石流活动性差异的控制因素。研究结果可为研究区泥石流预测和防治提供指导,也可为中巴经济走廊区内交通工程选线和泥石流防治提供参考。     

1961 - 2018年青海高原昼夜雨量时空变化特征分析

基于青海高原1961 - 2018年47个气象站昼夜雨量数据， 分析了青海高原及各生态功能区的昼夜雨量及雨日的时空变化特征。结果表明： 近58年来， 青海高原昼夜雨量空间分布基本一致， 总体表现为东南向西北减少， 夜雨日多于昼雨日分布。青海高原昼夜雨量总体均呈增多趋势， 昼雨量的增加速率大于夜雨量； 从空间分布来看， 柴达木盆地西部、 东部农业区大部及青南牧区南部少数地区昼夜雨量呈减少趋势， 而柴达木盆地东部、 环青海湖地区、 青南牧区大部昼夜雨量均呈增多趋势。青海高原昼雨日略有增加， 夜雨日有减少趋势； 在地域上， 柴达木盆地昼夜雨日增多趋势明显， 而东部农业区昼夜雨日减少趋势明显。青海高原昼夜雨量分别呈2 a、 3 a的周期。近58年来， 青海高原、 东部农业区、 环青海湖地区、 柴达木地区昼雨量均无明显的突变现象， 仅青南牧区昼雨量在2003年前后存在明显突变现象； 青海高原、 东部农业区、 青南牧区夜雨量无明显突变现象， 环青海湖地区、 柴达木盆地夜雨量分别在1979年、 2003年出现了突变现象。     

4 000 a B.P.以来中巴经济走廊北段塔什库尔干气候变化对东西方文化交流的影响

新疆塔什库尔干塔吉克自治县地处中巴经济走廊北段， 自古以来就是东西方文化交流的核心地带。基于地质记录和考古发现， 对该县4 000 a B.P.以来东西方文化交流与气候环境变化的关系进行了梳理与分析。结果发现， 研究区特有的地理环境和气候变化对文化发展与传播起着重要的影响，3 500 ~ 2 800 a B.P.的干旱气候对应了中巴经济走廊东西方文化交流中断， 随着气候好转， 东西方文化交流在该区域再次畅通； 2 600 ~ 2 200 a B.P.气候变干与中巴经济走廊北段文化交流再次衰落对应； 历史时期丝绸之路的兴衰与气候变化密切相关。