利用流域边界和坡向差自动提取山脊线

目前山脊线的提取方法以地表曲率分析为主,其成果山脊线连续性差,实用性较难保证。其他基于流水模拟的方法也有提取成果与山脊线定义不相符等缺点。本文介绍了一种整合地表曲率分析和流水模拟2种方法各自优势来提取山脊线的方法。该方法以地表流水模拟提取的流域边界为基础,并以边界两侧地形坡向差值为地表曲率代用指标,对流域边界进行筛选来提取山脊线。本文方法具有成果山脊线连续性好、地形代表性高的特点;并能够正确提取绝大多数的地形山脊线,具有较高的几何精度。     

Review on snowmelt runoff simulation in mountain regions,Northwest China北大核心CSCD

Snowmelt runoff is a valuable water resource in Northwest China. In the past few decades, progress has been achieved in snowmelt runoff simulation in mountainous areas, including observation and simulation of snow melt process, improvement and development of distributed snow melt runoff model, and ability for application of snow melt runoff model with temporal and spatial distribution driving data. The development of interpolation algorithm, remote sensing and data assimilation technology provides data support for the widespread application of distributed snowmelt runoff model in northwest mountainous regions of China. Climate warming and economic and social development will further aggravate the contradiction between supply and demand of water resources in the arid regions of Northwest China, which requires higher precision and detail spatial and temporal resolution of snowmelt runoff simulation. Based on the progress and challenges on snowmelt runoff simulation in mountainous regions of Northwest China, following studies need more attention：the mechanism of snow accumulation and ablation, snow cover spatial and temporal distribution monitoring and high precision of snow distribution data acquisition, quantitative climate change impact on river basin snowmelt runoff. © 2022 The authors.     

1991—2014年中亚伊塞克湖湖泊面积变化遥感监测

基于中亚伊塞克湖地区的1991—1998年Landsat-5/TM、1999—2012年Landsat-7/ETM+以及2013—2014年Landsat-8/OLI等遥感影像为主要基础数据,通过采用波段比值法(TM3/TM5)自动提取湖泊边界,并加以人工修订,得出了伊塞克湖1991—2014年多期次的湖泊边界及对应的湖泊面积变化过程.结果显示,伊塞克湖的湖泊面积在1991—1998年间总体减小5.3 km2,而在1998—2014年间总体增大7.3 km2.通过与中亚地区Tian Shan气象站记录的气象数据对比发现,伊塞克湖水域面积的变化与气温和降水具有显著的正相关关系,这说明过去20年以来中亚地区气候的暖湿化对伊塞克湖流域具有重大影响.     

近50年来祁连山冰川变化——基于中国第一、二次冰川编目数据（英文）

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 km~2 and an ice volume of ~84.48 km~3 from 2005 to 2010. While most glaciers are small(85.66% are 1.0 km~2), some larger ones(12.74% in the range 1.0–5.0 km~2) cover 42.44% of the total glacier area. The Laohugou Glacier No.12(20.42 km~2) located on the north slope of the Daxue Range is the only glacier 20 km~2 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 km~2) and 1192 glaciers(836.85 km~2), 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 km~2(–20.88%) and 21.63 km~3(–20.26%), respectively. Glaciers with areas 1.0 km~2 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.     

塔里木河源区托什干河流域积雪动态及融雪径流模拟与预估

利用已被广泛使用的MODIS积雪数据, 获得了塔里木河源区之一的托什干河流域积雪变化信息. 结果表明: 流域积雪覆盖率时空差异显著, 在积雪丰富的年份, 1月积雪覆盖率可达90%以上, 但在积雪少的年份, 则只有50%; 2000年以来流域积雪呈现微弱增加的趋势, 积雪变化趋势呈现明显的时空差异. 相对于其他季节, 流域冬季积雪增加更为明显; 与其他高度带相比, 作为主要积雪覆盖区的海拔3 000~4 000 m高度带积雪的增加趋势也更为明显. 以流域所在的气象格网数据和积雪覆盖率变化曲线作为输入数据, 应用融雪径流模型(SRM)模拟了流域春季融雪径流过程, 率定了模型主要参数, 获得了较好的结果. 以CMIP5的3种RCP情景为驱动数据, 应用模型预估了流域2021-2050年的融雪径流状况, 结果显示 4月之前径流变化不明显, 之后径流峰值增大显著, 不同气候情景对径流的影响不明显.     

全球山地冰冻圈变化、影响与适应

冰冻圈是高山地区不可或缺的重要组成部分,居住着全球约10%的人口。近几十年来,冰冻圈变化对山区和周围地区的自然和人类系统产生了广泛而深远的影响,对海洋也发挥着重要作用。IPCC最新发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）指出,过去几十年全球高山区气温显著升高,使山地冰冻圈发生了大范围显著退缩。观测到的山地（特别是低海拔山区）积雪期缩短、雪深和积雪覆盖范围减小;冰川物质持续亏损,其中全球最大的冰川负物质平衡出现在南安第斯山、高加索山和欧洲中部,亚洲高山区冰川负物质平衡最小;多年冻土温度升高、厚度减薄,地下冰储量减少;河、湖冰持续时间缩短。随着气候持续变暖,山地冰冻圈在21世纪仍将呈继续退缩状态。到21世纪末,低海拔山区积雪深度和积雪期将减少,冰川物质损失继续增加,多年冻土持续退化。冰冻圈变化已经或将改变山地灾害发生频率和强度,并对水资源、生态系统和经济社会系统产生重要影响。应对山地冰冻圈变化应从管理和优化利用冰冻圈资源、加强冰冻圈变化灾害风险的有效治理、增强国际合作及公约制定等适应策略着手开展,增强适应能力,从而有益于推动山地生态系统和经济社会系统可持续发展。     

近20年天山地区冰湖变化特征

主要基于Landsat TM/ETM+影像等数据,分析1990-2010 年来天山地区冰湖变化特征及其对冰川融水径流的影响。近20 年来,天山冰湖面积平均以0.689 km²a^-1 或0.8% a^-1的速度扩张,其中一半以上是由东天山(0.352 km² a^-1) 贡献的,其次为北天山,面积年均增率为0.165km² a^-1,西天山和中央天山的面积年均增率最小,分别为0.089 km² a^-1和0.083 km² a^-1。除在相对较低海拔(< 2900 m) 和高海拔(> 4100 m) 范围内冰湖面积出现减少的现象,其他各高度带的冰湖面积均在扩张,其中增率最快的在3500~3900 m之间,平均增速达1.6% a^-1。冰湖扩张是本区气候变暖和冰川普遍退缩共同作用的结果,以中小规模的冰湖(< 0.6 km²) 对冰川退缩响应最为敏感。冰湖扩张能在一定程度上延缓因气候变暖而导致的区域冰川水资源的亏损,每年大约有0.006 Gt 的冰川融水滞留在冰湖中,约占天山冰川年消融量的2‰,但也将加剧本区冰湖溃决洪水/泥石流灾害的频次和强度。     

黄河源区阿尼玛卿山典型冰川表面高程近期变化

阿尼玛卿山位于青藏高原的东缘,是黄河源区冰川分布比较集中的区域。该区域的冰川物质平衡变化研究对于冰川水资源评估及冰川对气候变化响应研究具有重要借鉴意义。通过TerraSAR-X/TanDEM-X数据的干涉测量方法获得阿尼玛卿山区冰川的高分辨、高精度的数字高程模型（DEM）,与SRTM DEM进行差分获得该区域冰川2000年至2013年间的表面高程变化。对比发现：近13 a来该区域典型大冰川表面高程整体均有所下降,唯格勒当雄冰川末端区域冰川表面高程平均下降（4.16±3.70）m,冰舌中部表面高程有所增加,冰川末端区域表碛覆盖范围有所增加;哈龙冰川表面高程从末端往上呈递减下降的趋势,平均下降（8.73±3.70）m;耶和龙冰川表面平均下降了（13.0±3.70）m,但从冰川末端往上1.6 km区段表面高程平均增加约25 m,冰舌中部表面高程下降明显,对比冰川编目数据、Landsat TM图像可知,该冰川在2000年至2009年间发生过跃动,冰川末端位置前进了约500 m。总体来说,即使存在个别冰川前进现象,该区域冰川在近13 a间仍处于退缩状态。     

基于遥感和GPS的贡嘎山地区1966—2008年现代冰川变化研究

以对气候变化最为敏感的季风温冰川——贡嘎山冰川为研究对象,利用2002年的ETM+遥感影像和第一次冰川编目数据,提取两期冰川边界并叠加到一起,分析冰川变化趋势.结果表明:从1966年到2002年,贡嘎山冰川总体处于退缩状态,冰川总面积减少6.36%,年均减小0.447 km2,西坡冰川由41条减少到39条,面积减小7.89 km2,减小率为7.97%;东坡冰川由33条增加到36条,但冰川面积减少7.20 km2,减小率为4.71%.2008年5月GPS野外实地测量结果显示,1966—2008年的42 a,海螺沟冰川退缩约943 m,燕子沟冰川退缩494 m,小贡巴冰川退缩210 m,而大贡巴冰川长度基本保持不变,但冰储量在减少.在全球气候变暖的大背景下,温度升高可能是导致贡嘎山地区现代冰川退缩的主要原因.