1959年来中国天山冰川资源时空变化

基于两期冰川编目数据与气象数据,对天山1959年来冰川资源的时空变化特征进行研究。研究发现：① 天山地区现有冰川7934条,面积7179.77 km²,冰储量756.48 km³。冰川数量以面积< 1 km²的冰川居多,面积以1~10 km²和≥ 20 km²的冰川为主,冰川集中分布在海拔3800~4800 m之间。② 在四级流域中,阿克苏河流域冰川面积最大为1721.75 km²,面积最小的是伊吾河流域,为56.03 km²。在各市（州）中,阿克苏地区冰川资源量最多,其面积和储量分别占天山总量的43.28%和68.85%;冰川资源量最少的市（州）是吐鲁番地区,面积和储量仅占天山总量的0.23%和0.07%。③ 1959年来,天山地区冰川面积减少了1619.82 km²（-18.41%）,储量亏损了104.78 km³（-12.16%）,其中数量以< 1 km²的冰川减少最多,面积减少以< 5 km²的冰川最为严重。④ 冰川变化呈现明显的区域差异,变化速度最快的是天山东段博格达北坡流域,变化最慢的是中部的渭干河流域。初步分析认为夏季气温显著上升带来的消融大于年内降水带来的积累是天山冰川退缩的主要原因。     

近50 年来天山地区典型冰川厚度及储量变化

冰川储量变化与冰川水资源量变化以及冰川对河川径流的贡献量密切相关。在GPR-3S技术支持下, 本研究基于雷达测厚数据、不同时期的高分辨率遥感影像、地形图及实测资料, 分析了天山三个典型地区四条代表性冰川近期厚度及储量变化特征, 并通过对比探讨了造成变化差异的可能原因。结果表明, 1962-2006 年乌鲁木齐河源1 号冰川厚度平均减薄0.15m a^-1, 冰储量亏损26.2×10⁶ m³, 冰川末端平均退缩3.8 m a^-1;博格达峰南坡的黑沟8 号冰川在1986-2009 年间, 冰舌平均减薄0.57 m a^-1, 冰储量损失了25.5×10⁶ m³, 末端平均退缩11.0 m a^-1;位于博格达峰北坡的四工河4 号冰川在1962-2009 年间冰舌平均减薄0.32 m a^-1, 冰储量亏损14.0×10⁶ m³, 末端平均后退8.0 m a^-1;1964-2008 年间, 托木尔峰青冰滩72 号冰川冰舌平均减薄0.22 m a^-1, 由此至少造成冰储量亏损14.1×10⁶ m³, 末端退缩达40.0 m a^-1。对比分析显示, 青冰滩72 号冰川消融退缩最为强烈, 黑沟8 号冰川次之, 与乌鲁木齐河源1 号冰川、科其喀尔冰川相差不大, 稍大于四工河4 号冰川和哈密庙尔沟冰川。这种差异可能与区域气候变化和冰川物理特征有直接关系。     

近期中国天山冰川状况和气候变化

据中国冰川目录和天山南北树木年轮年表恢复近500年的气候要素我国天山现代冰川8900条,面积9192.43km~2,冰储量1010.5km~3,主要分布在天山西部5000m以上的高山地带。近30年的天山冰川考察及29年乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡:观测资料分析表明,中国天山现代冰川普遍处于退缩阶段。预计2000年气候将出现降水偏多的趋势。     

近40年来西昆仑山冰川及冰湖变化与气候因素

利用Landsat TM/ETM+影像,结合冰川编目数据,应用比值阈值法和人工目视解译法得到近40年来西昆仑山冰川和冰湖面积变化数据,结合气象数据分析冰川和冰湖变化特征及其气候背景。结果表明:1.1976—2010年,西昆仑山冰川呈现微弱的退缩,面积减少率为4.1%,冰湖面积增加率17.8%。冰川面积与冰湖面积变化呈现反相关,冰川融水补给的增加是冰湖面积扩大的主要原因。2.气温的缓慢上升是西昆仑冰川退缩的原因之一,个别气象站点显示近20 a夏季均温缓慢下降,这与近10年来研究区冰川退缩幅度较小相吻合。考虑到青藏高原多数冰川对气候变化响应的滞后时间在10~20 a,由于夏季均温的下降,我们推测在接下来几年内西昆仑山冰川可能不会出现大幅度的退缩。3.昆仑峰区可能存在的跃动冰川以及喀拉塔格山冰川的稳定,表明冰川对气候变化复杂的响应机制。气象站点数据不能完全解释冰川的变化特征,还需要进一步结合冰川区实测气象数据加以讨论。另外,西昆仑山冰川变化还受到冰川规模、地形等因素综合影响。     

近40年来天山东段冰川变化及其对气候的响应

利用经1959/1961年航片校正的地形图、1972年航片和1992年TM、2001年ETM+遥感影像,通过遥感图像处理和人工目视解译,分析了天山东段哈尔里克山区1959/1961-2001年的冰川变化.结果表明,1959/1961-2001年冰川面积和储量减少量分别占1959/1961年的11.4%和12.3%.其中,20世纪50年代末到70年代初,冰川退缩幅度大,冰川面积和储量年减少率分别约为0.51%和0.508%,20世纪70年代初到90年代初,退缩大幅减缓,冰川面积和储量年减少率为0.1%和0.13%,90年代以后退缩速度又有加剧趋势,冰川面积和储量年减少率增加到0.31%和0.34%.对流域气象站气候资料分析发现,1959/1961-1972年的冰川面积减少率大,主要与1959-1966年时段气温偏高、而降水偏少有关.升温幅度的增大是影响20世纪90年代初以来研究区冰川退缩加剧的根本原因.     

天山冰川与湖泊变化所示的气候趋势

天山山系深居亚洲大陆腹地，受中亚自然地理环境的制约，在变性西风气流的影响下，７０年代至今山地冰物质平衡负值，伴随着气温的变化而增大。湖泊则是随着山区降水量的增加，其面积渐增。气温与降水的相互作用，使得整修天山山系的水资源总量趋于正常略偏多。预期这种气候趋势将会延续到下世纪初期。     

近50 年气候变化背景下中国冰川面积状况分析

根据近年来中国典型区域冰川面积变化遥感监测数据,结合139 个地面站的气温、降水量与28 个探空站的0 ℃层高度气象资料,分析了近50 年气候变化背景下中国冰川面积状况。结果表明,研究区冰川面积从20 世纪60-70 年代的23982 km²减小到21 世纪初的21893 km²,根据冰川分布进行加权计算后冰川面积退缩了10.1%,对时间插补后得到1960 年以来的冰川面积年均变化率为0.3 % a^-1。就冰川面积变化的空间分布特征而言,天山的伊犁河流域、准噶尔内流水系、阿尔泰山的鄂毕河流域、祁连山的河西内流水系等都是冰川退缩程度较高的区域。近50 年中国冰川区夏季地面气温与大气0 ℃层高度均呈上升趋势,而降水量的增幅却相对轻微,增长的降水量不足以抵消升温对冰川的影响,气候变暖是影响冰川面积变化的主要因素。     

天山的冰川现状与未来气候趋势

天山东段哈密庙儿沟、乌鲁木齐河源冰川;中段卡拉格玉格冰川和阿克希拉克山地冰川;西段图尤克苏冰川及其他冰川,本世纪40年代起一直处于退缩状态(较少冰川例外)。冰川物质平衡观察显示出80年代比以前突出的亏损。反映了中亚天山地区气候干暖趋势增强。应用新疆气候、水文和树木年轮研究成果综合分析,预测2000年新疆天山地区气候将出现降水偏多、气温维持平均值或略有下降的趋势。     

近36年新疆天山山区气候暖湿变化及其特征分析

根据天山山区10个气象台站1971-2006年的历史气候资料,采用线性回归、最大熵谱、Mann-Kendall和自然正交分解(EOF)等方法,对近36年的年平均气温、降水量、最大可能蒸散量和下垫面湿润指数等气候要素的基本变化特征进行了分析,结果表明:(1) 近36年天山山区年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年最大可能蒸散量呈减少趋势,下垫面湿润指数呈增大趋势.受其综合影响,近36年天山山区气候呈较明显的暖湿化变化趋势. (2) 突变检测表明,天山山区年平均气温在1976年发生了突变性的升高,降水量和湿润指数在1986年发生了突变性的增大,而最大可能蒸散量在1986年发生了突变性的减小.(3) 36年里,降水量和湿润指数的变化不存在＜36年的显著周期,而温度变化具有＞36年、9年、4年和2.4年的显著周期,最大可能蒸散量变化具有＞36年、5.1年和2.4年的显著周期.(4) 10站的年平均气温、降水量、最大可能蒸散量和湿润指数等四要素的最主要空间分布特征均是同向变化.     

近20年中国阿尔泰山区冰川湖泊对区域气候变化响应的时空特征

以1992年、2002年、2013年的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为基础,人工解译阿尔泰山区三期冰湖边界与类型,叠置获取由SRTM DEM派生的流域、海拔、坡向属性,分析冰湖的时空分布与变化特征,探讨影响该区冰湖演化的因素。研究表明:1目前该区共有冰湖1147片,总面积101.63 km2。近20年冰湖总体数量增多、面积增大。2冰川侵蚀湖与冰碛阻塞湖对气候变化的响应不同。3随着气温升高,冰川侵蚀湖水量盈亏峰值上升至更高海拔,冰碛阻塞湖变化愈不稳定。4西风环流对该区冰湖影响深远,偏西向坡面降水量充足,故偏西向冰川侵蚀湖总体变化量小,而偏西向冰碛阻塞湖则在收入持续大于支出的情况下不断扩张。5相对于中国西部其他高山高原区,该区海拔低,冰湖对气候变化响应十分敏感,各空间单元中冰湖收入与支出水量多少受气温升高与降水减少幅度的影响大。     

1960年以来中国天山冰川面积及气候变化

Based on the statistics of glacier area variation measured in the Chinese Tianshan Mountains since 1960,the response of glacier area variation to climate change is discussed systematically.As a result,the total area of the glaciers has been reduced by 11.5% in the past 50 years,which is a weighted percentage according to the glacier area variations of 10 drainage basins separated by the Glacier Inventory of China (GIC).The annual percentage of area changes (APAC) of glaciers in the Chinese Tianshan Mountains is 0.31% after the standardization of the study period.The APAC varies widely for different drainage basins,but the glaciers are in a state of rapid retreat,generally.According to the 14 meteorological sta-tions in the Chinese Tianshan Mountains,both the temperature and precipitation display a marked increasing tendency from 1960 to 2009 at a rate of 0.34℃·(10a)-1 and 11 mm·(10a) -1,respectively.The temperature in the dry seasons (from November to March) increases rapidly at a rate of 0.46℃·(10a)-1,but the precipitation grows slowly at 2.3 mm·(10a)-1.While the temperature in the wet seasons (from April to October) grows at a rate of 0.25℃·(10a)-1,but the precipitation increases at 8.7 mm·(10a)-1.The annual and seasonal climatic trends ac-celerate the retreat of glaciers.     

中国天山山区235 a气候变化及降水趋势预测

  利用4个降水重建序列与天山山区10个气象站降水变化的响应关系,重建了天山山区近235 a来气候变化的年降水序列,重建序列的方差解释量达到47.7%。对过去235 a天山山区气候变化中降水变化的特征分析发现：降水大致经历了7干7湿的变化阶段,其中偏湿年份为124 a,多于偏干年份;天山山区的降水量以2.1 a、3.0 a、5.8 a、6.0 a的高频变化和24~25 a的低频变化周期最为显著。研究表明,近百年天山山区气候变化中的降水变化分为两个阶段,20世纪初到80年代,降水量逐渐减少,导致冰川退缩、河流径流量减少、湖泊萎缩、沙漠面积增大、植被覆盖率减少;80年代后期至今,降水量迅速增加,导致河川径流量增加、湖泊面积增大和沙尘暴日数减少,生态环境趋于好转,但同时造成洪水和地质灾害频繁。采用基于方差分析的周期叠加方法对天山山区未来23 a气候变化中降水的演变趋势进行预测,结果表明：未来23 a气候变化中天山山区以湿润为主,期间有部分年份可能较常年干旱。     

Glacier changes in the Qilian Mountains in the past half-century: Based on the revised First and Second Chinese Glacier Inventory

Glaciers are the most important fresh-water resources in arid and semi-arid regions of western China. According to the Second Chinese Glacier Inventory (SCGI), primarily compiled from Landsat TM/ETM+ images, the Qilian Mountains had 2684 glaciers covering an area of 1597.81±70.30 km2 and an ice volume of ~84.48 km³ from 2005 to 2010. While most glaciers are small (85.66% are <1.0 km²), some larger ones (12.74% in the range 1.0–5.0 km²) cover 42.44% of the total glacier area. The Laohugou Glacier No.12 (20.42 km²) located on the north slope of the Daxue Range is the only glacier >20 km² in the Qilian Mountains. Median glacier elevation was 4972.7 m and gradually increased from east to west. Glaciers in the Qilian Mountains are distributed in Gansu and Qinghai provinces, which have 1492 glaciers (760.96 km²) and 1192 glaciers (836.85 km²), respectively. The Shule River basin contains the most glaciers in both area and volume. However, the Heihe River, the second largest inland river in China, has the minimum average glacier area. A comparison of glaciers from the SCGI and revised glacier inventory based on topographic maps and aerial photos taken from 1956 to 1983 indicate that all glaciers have receded, which is consistent with other mountain and plateau areas in western China. In the past half-century, the area and volume of glaciers decreased by 420.81 km² (–20.88%) and 21.63 km³ (–20.26%), respectively. Glaciers with areas <1.0 km² decreased the most in number and area recession. Due to glacier shrinkage, glaciers below 4000 m completely disappeared. Glacier changes in the Qilian Mountains presented a clear longitudinal zonality, i.e., the glaciers rapidly shrank in the east but slowly in the central-west. The primary cause of glacier recession was warming temperatures, which was slightly mitigated with increased precipitation.     

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。     

中国天山冰川变化脆弱性研究

冰川是重要的淡水资源,对社会经济发展和生态环境影响显著,而其变化的脆弱性也关乎区域生态服务和经济可持续发展。本文以中国天山为例,基于脆弱性的暴露度、敏感性、适应能力构建涵盖自然地理特征、人口状况、社会经济水平、农业发展和社会服务等因素的冰川变化脆弱性框架,并以此针对性构建评价指标体系,探析天山冰川变化脆弱性的空间特征,采用地理探测器模型探讨自然、社会、经济和人口等因素对冰川变化适应能力的影响及交互作用。结果表明：① 脆弱性等级由西部地区向东部地区呈降低趋势,且水平差异显著。天山东部地区脆弱性最低、中部地区次之、西部地区较高。② 暴露度、敏感性和适应能力在空间上分别存在明显正相关与负相关,表明区域范围内冰川变化具有高暴露、高敏感地区往往适应能力较低,进而导致脆弱性较高;反之,脆弱性较低。③ 天山应对冰川变化能力的空间异质性是自然、社会、经济和人口因素共同作用的结果。其中,第二、三产业产值、城镇人口数、城镇固定资产投资与年末单位从业人员等因素具有主导作用。     

天山南、北坡典型河流出山径流对气候变化响应的分析对比

基于有关水文、气象台站的降水、气温和径流观测资料,对天山南、北坡的代表性河流——开都河与乌鲁木齐河上游山区径流变化及其对气候变化的响应进行了分析。在此基础上建立山区径流对气候变化的响应模型,假定不同的气候情景组合,就两条河流出山径流对气候变化的敏感性进行分析对比。结果表明,近40余年,两条河流山区年降水量、平均气温及径流总体上均呈波动状上升态势。一方面径流与降水、气温的变化呈明显的正相关关系;另一方面山区径流对降水、气温变化的响应的程度存在着明显的区域性差异,即乌鲁木齐河出山径流对降水变化的响应程度明显强于开都河,而开都河出山径流对气温变化的敏感性要高于乌鲁木齐河。     

近50年气候变化背景下青藏高原冰川和湖泊变化(英文)

本文综述了近年来青藏高原冰川和湖泊变化研究取得的成果,并特别着重于冰川和湖泊变化的相互关系论述。在全球变暖背景下,近几十年青藏高原冰川以退缩为主,湖泊水量以增加为主。本文一方面对青藏高原冰川末端退缩、冰川面积和冰川储量变化方面的研究成果进行了综合分析,探讨了冰川变化的时空特征;另一方面从湖泊面积和水位与水量变化探讨了湖泊变化的时空规律。结果表明青藏高原冰川退缩的幅度总体上呈从青藏高原外缘向内陆呈减小的变化态势,受冰川融水补给比较大的湖泊近期面积扩张、水位上升明显。最后指出了青藏高原冰川、湖泊变化研究中存在的问题及今后的发展趋势。     

新疆天山山区近40年春季气候变化特征与平原区的比较

利用新疆1959～1998年的春季温度降水资料,分析了天山山区近40年来春季气候变化的基本特征,并与南疆、北疆进行了比较。所得的主要结果如下：(1)天山山区在春季温度的冷暖变化阶段上1981年前与北疆的相似,1981年后与南疆相似。(2)天山山区在春季降水量干湿变化阶段上与北疆的相似性强于南疆。(3)春季温度空间分布的同步变化性以北疆为最好,南疆最差。天山山区居中,而春季温度空间分布的反向变化性,以南疆为最大,北疆最小．天山山区居中。春季降水空间分布的同步变化性北疆较好,天山山区和南疆较差。而春季降水空问分布的反向变化性。以天山山区为最大。北疆最小,南疆居中。(4)三大区域的春季温度均表现为20世纪60与90年代偏高,70和80年代偏低。天山山区与北疆从60年代到90年代,春季降水均表现出了持续的增加的趋势。南疆春季降水除60年代外,不断增多。90年代是新疆三大区域春季降水最多的年代。(5)北疆和南疆近40年的春季最低温度存在着显著的增温趋势。增温率北疆大于南疆。