横断山区典型海洋型冰川物质平衡研究

玉龙雪山发育着对气候变化响应极为敏感的典型海洋型冰川。基于2008-2013年共5个物质平衡年观测数据,对玉龙雪山规模最大的白水1号冰川物质平衡特征进行分析,为评估横断山区气候和冰川变化之间的关系奠定基础。结果表明：2008-2013年白水1号冰川物质平衡最大值仅为-907 mm w.e.,最小值则达到-1872 mm w.e.。2008年冰川平衡线高度为4972 m,2009-2013年白水1号冰川积累区近乎消失。白水1号冰川积累期主要集中于10月至次年5月,6-9月为强消融期,积累量几乎为零,消融量占全年80%,属冬春季积累型冰川。2008-2009、2011-2012和2012-2013年平均物质平衡梯度为1230 mm w.e. （100 m）^-1,消融期物质平衡梯度小于年物质平衡梯度,消融期初与消融期末物质平衡梯度小于100 mm w.e.（100 m）^-1。     

多模式预测气候变化及其对雪冰流域径流的影响

冰川覆盖流域的雪冰融水对河川径流有重要的调节作用。气候变化影响雪冰融水过程和数量变化,河川径流过程和径流量相应变化,其程度与流域冰川情况相关。通过利用CMIP5气候模式输出气象数据驱动流域水文模型,模拟研究天山地区3个不同冰川覆盖率河流(库玛拉克河、玛纳斯河、库车河)的径流对气候变化的响应。结果表明:随着未来气温和降水的持续增加,3个流域的雪融水均有增加,冰融水变化受冰川覆盖面积的影响,在各个流域变化不一致。径流变化主要受降水增加和雪冰融水变化的综合影响,在未来情景下各流域径流均有增加,分别增加了5.8%～14.3%(库车河)、2.9%～11.4%(玛纳斯河)、12.9%～47.1%(库玛拉克河),且冰川覆盖率越大的流域,预估径流不确定性变化区间受冰融水影响越大。预估3个流域的径流、雪冰融水年内分布变化表明,各河流的春季融雪时间提前和融雪量增加使得流域春季径流量较历史时期增大;在夏季,受雪冰融水变化的影响库车河、玛纳斯河夏季径流峰值量减小,而库玛拉克河径流峰值量增加,且预估的各流域夏季径流变化不确定性区间明显大于其它季节。     

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。     

中国典型季风海洋性冰川区"冰川-径流"系统的全球变化敏感性研究

分析多种数据和资料,再现海螺沟冰川过去100年来的冰川进退过程,分析发现,冰川末端变化阶段在滞后期的基础上,与北半球和中国气温变化的阶段相对应。运用水量-物质平衡法恢复海螺沟冰川45年来的物质平衡变化情况,通过相关性检验发现,物质平衡变化与北半球和中国同期(1960~2004年)气温变化表现出显著负相关。20世纪80年代全球加速变暖,海螺沟冰川冰舌段消融速率为7.86 m/a,冰川河径流量年际和季节变化表明流量主要贡献者是冰雪融水。分析表明,全球变暖是冰川后退、持续亏损及径流量增加的主要原因。     

祁连山大野口流域气温、降水、河川径流特征分析

水库底层深入基岩层,无地下潜流等优势可准确地测得流域河川径流量。通过大野口流域气温、降水和流域河川径流18 a(1994-2011)的长期监测,采用特征值参数计算、回归分析、线性倾向分析、百分比排位等方法对其数据进行处理和分析,结果表明:(1)从特征参数看,气温年际变异最大、河川径流次之,年降水最小;年均气温、年降水量和年河川径流量分别在1.16~2.08℃、307.43~440.69 mm、129.04~204.42 mm区间内变动的年份占68%左右,大气降水的44.57%形成了河川径流。(2)从回归模型看,如年均气温1.62℃、年降水量为374.06 mm,则流域年河川径流量的估计值为165.47 mm。(3)从线性倾向分析法,气温、降水和河川径流均呈波动性上升趋势,其中气温,平均趋势变化率约为0.23℃·(10 a)-1、降水和流域河川径流平均趋势变化率均为18 mm·(10 a)-1左右。(4)从月份相关函数分析,气温、降水和河川径流在1月份最小,平均值分别为-11.91℃、2.74 mm和0.32 mm;7月份最大,平均值分别为14.38℃、82.48 mm、37.48 mm。通过研究,可为中等流域尺度上进一步揭示水源涵养功能机理及其流域产流机制提供参考和科学依据。     

贡嘎山东坡不同流域河川径流特征对比分析

选取贡嘎山东坡海螺沟流域冰川河和森林区不同尺度3条沟,结合最近10余年的径流和相应的降水、温度等资料,运用径流分割、相关分析等方法对相邻的冰川区和森林区河川径流组分、年内分配、年际变化进行对比分析.结果表明:海螺沟冰川河是冰川融水(50.1%)、地下水(27.9%)、降水(18.2%)混合型补给的河流,6.9月径流组分主要是冰川径流(62.3%)和降雨径流(22.7%),枯季径流主要成分是地下水(67.9%)和融雪径流(22.55%),年内分配不均匀系数为0.76;森林区河沟枯季以地下水补给为主,湿季以降水补给为主,黄崩溜沟和马道沟年内分配差异较大,不均匀系数分别为0.90、1.11,观景台沟年内径流过程较稳定,不均匀系数为0.70.最近10余年来,冰川河的年径流量呈单调上升趋势,年递增率为0.93 m3/s,其中夏季径流量增幅最为明显,冬春季节气温的升高、春秋季降水量的增加以及全年水面蒸发量的显著减少可能是其径流变化的原因.森林区观景台沟径流量多年变化不显著,变差系数为0.09,年递增率为-0.004 m3/s,夏季径流减少幅度最大,降水量的减少是主导因素,该沟雨季径流量的波动变化控制着年径流量多年变化.森林区对气候变化的敏感性小于冰川河.     

天山北坡奎屯河流域径流模拟及对气候变化的敏感性分析

利用乌苏气象站和将军庙水文站1964—2009年气象与水文数据,将月径流分为消融期和非消融期进行研究,并结合第一和第二次冰川编目数据以及1979—2009年分辨率为0.1°×0.1°的CMFD数据,基于BP人工神经网络模型对新疆天山北麓奎屯河流域消融期月径流进行模拟及气候变化的敏感性分析,结果表明:(1)奎屯河流域年径流量总体呈上升趋势,消融期径流增速与年径流增速十分接近,非消融期径流变化不甚显著。(2)通过对比分析,发现将气温、降水、日照时数、风速和相对湿度等五种气象要素作为输入的神经网络模型性能最佳。根据两次冰川编目的冰川储量变化值确定的5-7-1结构的BP人工神经网络模拟结果较好,可用于奎屯河流域径流模拟。(3)奎屯河流域消融期径流对气温、降水和日照时数的敏感性较高,对相对湿度和风速的敏感性较低,除风速其他四个要素对径流均起促进作用。降水不变,气温升高0.5℃、1℃和2℃时,径流分别较2000—2009年消融期月径流平均值增加4.62%、9.13%和18.30%;气温不变,降水增加10%时,径流将增加9.78%。气温和降水同时作用时,径流增加幅度明显高于仅气温或仅降水作用下的情景。     

乌鲁木齐河源1号冰川2009年出现物质正平衡

自1997年以来,乌鲁木齐河源1号冰川消融极为强烈,物质平衡呈大幅度亏损,连续12 a都处于强负平衡状态,平均物质平衡达-708 mm,且在2008年物质平衡达到历史最低值-999 mm,然而2009年出现了物质正平衡,物质平衡63 mm,年际变化量达1 062 mm。以2008-2009年物质平衡实测资料为基础,根据该地区的气温和降水资料分析,结果表明,造成这种现象的主要原因是夏季气温（5～8月）的降低,较2008年低1.8℃,致使冰川消融期的开始时间推迟至了7月份,结束时间提前到8月份,大大削弱了冰川的消融强度,其次是2005年以来逐渐增多的连续性降水,增加了冰川的积累量。     

冰川

P343.62006010138托木尔峰南坡冰川水文特征及其对径流的影响分析=Anal-ysis on the glacial hydrological features of the glaciers on thesouth slope of Mt.Tuomuer and the effects on runoff/谢昌卫,丁永建…∥干旱区地理.—2004,27(4).—570~575托木尔峰地区冰川消融和冰雪融水径流对温度和降水变化有很好的响应,冰面消融与同期温度之间呈线性相关性,冰川年消融深与消融期6-8月份平均气温呈指数关系.过去40年来该地区年冰雪融水量增加了8~10×108m3左右,而在区域温度持续升高的趋势下,冰雪融水补给量将会持续增加.冰雪融水对河流补…     

近50年新疆天山奎屯河流域冰川变化及其对水资源的影响

基于地形图、遥感影像、气象与水文资料,对气候变化背景下奎屯河流域近50 a冰川变化及其对水资源的影响进行了研究。结果表明：1964~2015年该流域冰川面积减小了约65.4 km²,冰储量亏损了约4.39 km³,且2000年后冰川消融与退缩加快。消融期内正积温增大带来的冰川物质支出（消融）高于源自年内降水的冰川物质收入（积累）是造成该流域冰川消融与退缩的主要原因。1964~2010年该流域径流年际变化总体呈上升趋势,1993年后径流增加趋势显著,且周期性丰枯变化发生了改变。52 a间该流域冰储量亏损引发的水资源损失量达39.5×10⁸m³,年均亏损量约占多年平均径流量的12%,且20世纪80年代后冰川融水在径流中所占比重增大。     

典型季风海洋型冰川流域水循环过程变化对气候变暖的响应(英文)

Studying the response to warming of hydrological systems in China’s temperate glacier region is essential in order to provide information required for sustainable development.The results indicated the warming climate has had an impact on the hydrological cycle.As the glacier area subject to melting has increased and the ablation season has become longer,the contribution of meltwater to annual river discharge has increased.The earlier onset of ablation at higher elevation glaciers has resulted in the period of minimum discharge occurring earlier in the year.Seasonal runoff variations are dominated by snow and glacier melt,and an increase of meltwater has resulted in changes of the annual water cycle in the Lijiang Basin and Hailuogou Basin.The increase amplitude of runoff in the downstream region of the glacial area is much stronger than that of precipitation,resulting from the prominent increase of meltwater from glacier region in two basins.Continued observations in the glacierized basins should be undertaken in order to monitor changes,to reveal the relationships between climate,glaciers,hydrology and water supplies,and to assist in maintaining sustainable regional development.     

气候变暖对新疆降水和径流影响分析

全球气候变暖对新疆气候产生了较大的影响，在升温的背景下从20世纪80年代以来本区的降水量、冰川储量、地表径流、地下水资源发生了较大的变化：全区降水总量增加，冰川物质平衡以负平衡为主，局部地区地表径流量明显增加。对比分析不同地区降水量的变化情况，发现新疆不同地区的降水量变化情况存在明显差异，且尚难判断全区降水量是否有稳定增加的趋势。通过对已有资料的分析计算，对比冰川加速消融和降水量增加对本区地表径流增大的贡献，表明引起局部地区地表径流显著增加的主要原因是冰川加速消融。气候变暖打乱了本地的水平衡，使本地洪水和干旱灾害有加剧趋势。     

The impacts of climate change on hydrology in a typical glacier region—A case study in Hailuo Creek watershed of Mt. Gongga in China

The glaciers of the Hengduan Mountains play an important role in the hydrology processes of this region. In this study, the HBV Light model, which relies on a degree-day model to simulate glacier melting, was employed to simulate both glacier runoff and total runoff. The daily temperature and precipitation at the Hailuo Creek No. 1 Glacier from 1952 to 2009 were obtained from daily meteorological observed data at the glacier and from six national meteorological stations near the Hailuo Creek Basin. The daily air temperature, precipitation, runoff depth, and monthly potential evaporation in 1995, 1996, and 2002 were used to obtain a set of optimal parameters, and the annual total runoff and glacier runoff of the Hailuo Creek Glacier(1952–2009) were calculated using the HBV Light model. Results showed the average annual runoff in the Hailuo Creek Basin was 2,114 mm from 1952 to 2009, of which glacial melting accounted for about 1,078 mm. The river runoff in the Hailuo Creek catchment increased as a result of increased glacier runoff. Glacier runoff accounted for 51.1% of the Hailuo Creek stream flow in 1994 and increased to 72.6% in 2006. About 95% of the increased stream flow derived from the increased glacier runoff.     

中亚天山山区冰雪变化及其对区域水资源的影响

冰川和积雪是构成山区固体水库的主体,对区域水资源稳定性具有调节功能,但深受气候变化的影响。以中亚天山为研究区域,基于长时间序列的观测数据,分别从冰川、积雪、水储量、径流等方面进行分析,并选取阿克苏河、开都河及乌鲁木齐河3个典型流域,研究天山山区冰雪变化对流域水资源的影响。结果表明：① 冰川退缩速率与面积的函数关系为f（x） = -0.53×x^-0.15 （R² = 0.42,RMSE = 0.086）,说明小型冰川对气候变化的响应更为敏感。同时,中低海拔区域的冰川退缩速率大于高海拔区域;② 2003-2015年天山山区水储量的递减速率为-0.7±1.53 cm/a,天山中部区域的递减速率最大,这一结果与该区域冰川急剧退缩相吻合;③ 近半个多世纪以来,冰雪融水径流增加是这3个典型流域径流量增加的主要原因,其中阿克苏河增幅最大（达0.4×10⁸ m³/a）。但自20世纪90年代中期以来,3个流域的径流量都呈减少趋势,与流域内冰川面积减少、厚度变薄及平衡线海拔升高的关系密切。研究结果揭示了气候变化驱动下的山区固态水体储量变化对流域水资源的影响机制,以期为流域水资源管理提供有价值的决策参考。     

Simulation and construction of the glacier mass balance in the Manas River Basin,Tianshan, China from 2000 to 2016

The glacier mass balance(GMB) is an important link between climate and water resources and has remarkable regulatory functions in river runoff. To simulate changes of the GMB and to analyze the recharge rates of glacier meltwater to runoff in the Manas River Basin(MRB) during 2000–2016, MOD11 C3, TRMM 3 B43 and other multi-source remote sensing data were used to drive the degree-day model. The results showed that:(1) the accuracy of the remote sensing meteorological data can be corrected effectively by constructing the temperature and precipitation inversion models, and the characteristics of glacial climate can be finely described through downscaling. The average annual temperature was –7.57 °C and the annual precipitation was 410.71 mm in the glacier area of the MRB. The zone at an altitude of about 4200 m was a severe climate change zone, and above and below that zone, the temperature drop rates were –0.03°C/100 m and –0.57°C/100 m, respectively, while precipitation gradients were –2.66 mm/100 m and 4.89 mm/100 m, respectively.(2) The overall GMB was negative with a cumulative GMB of up to –9811.19 mm w.e. and the average annual GMB fluctuated between –464.85 and –632.19 mm w.e. Besides, the glacier melted slowly during 2000–2002 and 2008–2010, but rapidly for 2002–2008 and 2010–2016, while the most serious loss of the glacier occurred in 2005–2009. Moreover, the vertical changes of the GMB increased at 244.83 mm w.e./100 m in the ablation zone but only at 18.77 mm w.e./100 m in the accumulation zone.(3) The intraannual runoff strongly responded to the change of the GMB especially in July and August when the loss of the GMB accounted for 75.4% of the annual loss, and when runoff accounted for 55.1% of the annual total. Due to differences in the annual precipitation and snow meltwater outside the glacier, the interannual glacier meltwater recharge rates fluctuated between 19% and 31%. The recharge rate of glacier meltwater to runoff in the MRB was close to that for other basins in the Tianshan Mountains, which may be used as a basis to confirm the reliability of the estimated GMB results. Furthermore, based on the present findings, it is recommended that the research community pursue studies on the GMB in other alpine river basins.     

中国典型山地温冰川水化学空间分布特征与近期冰川动态

从我国玉龙雪玉典型温水王白水１号冰川不同区段表面融水,新近积雪和冰川初给河水采样分析结果表明,雪线以下降水中的稳定同位素的离子含量比雪线以下为高,低海拔河水比高海拨融水的氧同浓度为低,可能在来源上存在着差异,这种分布特征说明本温冰川区局部大气环流情况高度而不同,有可能存在季气候区所特有的“降水量效应”或“季节性效应”。冰川不同水体内离子浓度变化说明,冰川融水与地壳表面接触时间越久,其中的可融性离了     

近50年黑河流域的冰川变化遥感分析

黑河流域作为中国西北地区第二大内陆流域,其景观类型完整、流域规模适中、社会生态环境问题典型,已成为寒区、旱区水文与水资源研究的热点地区。本研究结合1：5 万地形图、Landsat TM/ETM+遥感影像及数字高程模型数据,运用面向对象的图像信息自动提取方法,建立冰川信息提取知识规则,对近50 年黑河流域的冰川变化进行遥感分析。结果表明：（1）20 世纪60 年代黑河流域内的967 条冰川到2010 年左右,减少为800 条冰川,减少数量明显;冰川面积由361.69 km²退缩为231.17 km²,共减少130.51 km²,退缩率为36.08%,平均每条冰川面积退缩0.14 km²。（2）黑河流域冰川分布及变化存在显著的区域差异性,黑河冰川退缩率比北大河大16%左右;冰川末端主要分布在4300~4400 m、4400~4500 m和4500~4600 m海拔区间内。（3）与西部其他山地冰川相比,黑河流域冰川退缩率较高。（4）根据流域内6 个气象站资料分析表明,降水增加对冰川的补给无法弥补气温上升导致的冰川消融所带来的物质损失,是黑河流域冰川普遍萎缩的关键因素。     

中国西部大陆性冰川与海洋性冰川物质平衡变化及其对气候响应——以乌源1号冰川和帕隆94号冰川为例

为认识全球变暖背景下中国西部大陆性冰川与海洋性冰川物质平衡变化及其对气候响应，本研究以天山乌鲁木齐河源1号冰川和藏东南帕隆94号冰川为例，结合大西沟与察隅站气象资料，对1980 — 2015年两条冰川的物质平衡变化特征及差异进行了分析。结果表明：36 a来乌源1号冰川与帕隆94号冰川物质平衡总体上均呈下降趋势，累积物质平衡达-17102与-8159 mm w.e.，相当于冰川厚度减薄19与9.01 m，且分别于1996、2004年左右发生突变。同期两条冰川所处区域年均温呈显著上升趋势，而降水量却表现出不同的变化态势；二者年内气温分配相仿，但降水分配差异较大。初步分析认为气温上升是导致乌源1号冰川与帕隆94号冰川物质亏损的主要原因，冰川区气温和降水变化幅度的差异和地性因子（坡度、冰川面积）的不同使得乌源1号冰川对气候变化响应的敏感性高于帕隆94号冰川，由于目前海洋性冰川物质平衡监测时段相对较短，为深入研究中国西部冰川物质平衡变化及过程仍需加强对冰川的持续观测。     

冰川下垫面对夏季云结构和云水含量的影响——以祁连山区疏勒南山为例

云水含量和云结构参量是天气预报、高山区水循环过程分析的基础。基于2012-2015年夏季CloudSat卫星遥感资料的2B-CLDCLASS、2B-GEOPROF和2B-GEOPROF-LIDAR,结合中国第二次冰川编目数据及气象资料,对祁连山地区疏勒南山冰川区与非冰川区云水含量和云类型特征进行分析。结果表明:(1)云水含量的垂直分布受下垫面和云类型的影响,主要表现为有冰川覆盖的高山上空降水云类型以深对流云为主,无冰川覆盖的高山上空降水云类型以雨层云为主。(2)疏勒南山地区高含水量主要分布在5 km以下的中低层云中,且冰川区气流垂直运动较非冰川区活跃。(3)疏勒南山冰川区云水含量平均值为0.07 g·m^-3,非冰川区云水含量平均值为0.17 g·m^-3,云水的空间变化在一定程度上能够反映降水和水汽的分布状况。     

The processes and characteristics of mass balance on the Urumqi Glacier No. 1 during 1958–2009

As a solid reservoir, a glacier can regulate regional water resources. The annual net mass balance directly reflects the fluctuation of the glacier and climate variability. Based on 51 years of mass balance observation data, the mass balance of Tianshan Mountains Urumqi Glacier No. 1 experienced a nine times positive balance fluctuation and nine times negative balance fluctuation. There were 35 and 16 negative and positive balance years, respectively. From 1996/97 to 2008/09, 12 consecutive negative balance years were observed at Tianshan Mountains Urumqi Glacier No. 1. These results demonstrate that the Urumqi Glacier No. 1 is experiencing a strong negative balance, and the strongest negative balance, -931 mm w.e. (mm water equivalent), during the observation period occurred in 2008. In addition, the cumulative mass balance reached 13,709 mm w.e. in 2008. However, in 2009, the mass balance was positive at 63 mm w.e. The equilibrium-line altitude changes with the fluctuation in the mass balance, and the effective mass balance gradient is 7.4 mm/m. In this paper, the headwaters of the Urumqi River were analyzed using meteorological data from 1958 to 2009, including the average seasonal temperature and precipitation. The results showed that the main factor associated with the mass balance variation of Glacier No. 1 is the fluctuation in the summer air temperature, followed by changes in the precipitation.