中国冰冻圈水文未来变化及其对干旱区水安全的影响

受气候变暖持续影响, 中国冰冻圈水文过程正在发生着显著变化。在梳理已有过去冰冻圈融水变化基础上, 重点分析了冰冻圈融水径流未来变化特点, 尤其是对冰川融水拐点及温升2 ℃阈值情况下, 到2050年和21世纪末, 冰川融水的可能变化进行了辨析, 进而研判了冰冻圈水文变化对流域、 重点是干旱区内陆河流域水安全的影响。研究表明, 中国未来大部分流域冰川融水径流总体呈现减少趋势, 并呈现冰川径流持续减少、 在不久的将来出现峰值和持续增加三种情况; 单条冰川融水可能会出现拐点, 而且拐点是否出现和出现的时间与升温速率和冰川面积大小有关; 在流域尺度上, 冰川覆盖率较大、 大型冰川面积占比较高的流域, 到2050年融水径流持续稳定增加; 冰川规模较小的流域, 冰川径流峰值早已出现; 介于上述两种情况之间的大多数流域, 冰川融水峰值在2020 - 2030年相继出现或变化呈现不显著增加或减少, 相对稳定; RCP情景温升2 ℃阈值下, 到21世纪末, 西北干旱区冰川融水量减少34% ~ 74%。冰冻圈水文变化导致水源涵养能力下降、 径流补给量减少、 对水资源的调节作用减弱、 流域径流变化幅度增加、 发生旱涝的风险增加、 春汛提前进而影响用水制度。     

天山东部冰川雪坑离子浓度特征的对比研究——以奎屯河哈希勒根51号冰川和哈密庙尔沟平顶冰川为例

对2004年获取的天山奎屯河哈希勒根51号冰川1个雪坑和哈密庙尔沟平顶冰川4个雪坑的离子浓度特征进行了研究,结果表明:Ca2 、NO3-和SO24-是哈密庙尔沟平顶冰川雪坑雪层和积累区雪坑底部冰中的主要离子(尤其是Ca2 ),其雪层中的主要阳离子关系可在底部冰中得以较好的反映,但雪层中各离子浓度与海拔的相关性不明显,可能与海拔的跨度较小和挖取的雪坑较疏有关;雪坑底部冰中的离子浓度与海拔间明显的相关性说明淋融作用随着海拔升高、气温降低而逐渐减弱。SO24-和Ca2 是奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑中的主要离子(尤其是SO42-),其雪坑离子化学特征与哈密庙尔沟平顶冰川差别较大,可能与哈密庙尔沟平顶冰川处于塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和鄯善沙漠的下风向相关,还可能与雪层内淋融作用的强弱和沉积通量的高程效应有关。哈密庙尔沟平顶冰川积累区雪坑中NH4 、NO3-和K 的Cs/Ci较Ca2 、Mg2 和Na 要大,奎屯河哈希勒根51号冰川Na 和NH4 的"雪冰比"较Cl-、SO42-、Mg2 和Ca2 要大,说明这两条冰川雪坑中的Ca2 和Mg2 信号较其它离子可能更易于在冰芯记录中保存下来,为冰芯研究和古气候记录的恢复提供了保障。     

唐古拉山冬克玛底冰川流域河水总溶解固体和悬移质的变化特征

通过2013年6-9月对唐古拉山冬克玛底冰川流域河水的逐日定时样品采集,并结合流域水文与气象资料,对径流的总溶解固体（TDS）和悬移质的变化特征进行分析。结果表明：2013年消融期的平均气温为3.7℃,消融期降水量为546 mm,7月和8月两个月径流量占消融期总径流量的63%。消融期逐日的TDS变化范围为31~140 mg·L^-1,平均值为60 mg·L^-1,TDS随径流变化显著,表现为消融强烈时（7-8月） TDS浓度较低,消融初期（6月）和末期（9月）时TDS浓度较高;径流中TDS与悬移质浓度（SSC）变化表现出相反变化趋势,即消融强烈时悬移质浓度较高,而消融初期与末期悬移质浓度较低,消融期平均悬移质浓度为122.8 mg·L^-1,流量-SSC时序关系表现为以顺时针滞后事件为主。2013年冬克玛底冰川流域消融期的化学侵蚀总量和物理侵蚀总量分别为2.214×10³ t和6.722×10³ t,化学侵蚀与物理侵蚀率的比值为0.33。     

基于不良地质识别的分类方法研究与分析

中国西部的沙漠、冻土和盐渍土等典型的不良地质现象日益显现,基于遥感影像的不良地质识别已经成为遥感处理研究领域的一个热点和难点。以新疆尉犁县罗布人村寨为研究区域,针对当地典型的不良地质体遥感影像特征,主要探讨SVM分类、K均值分类以及基于因果关系的贝叶斯网络分类3种分类方法,初步尝试不同分类方法的融合,并通过实验对比分析了3种方法的分类效果和精度。结果表明:SVM分类结果为块状分布,K均值分类结果为点状分布,基于因果关系的贝叶斯网络分类取得了更好的分类精度,3种方法取得的影像融合更好地表达了多种不良地质体的识别效果。      

基于不良地质识别的分类方法研究与分析

中国西部的沙漠、冻土和盐渍土等典型的不良地质现象日益显现,基于遥感影像的不良地质识别已经成为遥感处理研究领域的一个热点和难点。以新疆尉犁县罗布人村寨为研究区域,针对当地典型的不良地质体遥感影像特征,主要探讨SVM分类、K均值分类以及基于因果关系的贝叶斯网络分类3种分类方法,初步尝试不同分类方法的融合,并通过实验对比分析了3种方法的分类效果和精度。结果表明:SVM分类结果为块状分布,K均值分类结果为点状分布,基于因果关系的贝叶斯网络分类取得了更好的分类精度,3种方法取得的影像融合更好地表达了多种不良地质体的识别效果。     

天山东部冰川雪坑离子浓度特征的对比研究

对2004年获取的天山奎屯河哈希勒根51号冰川1个雪坑和哈密庙尔沟平顶冰川4个雪坑的离子浓度特征进行了研究,结果表明：Ca²⁺、NO^-3和SO₄^2-是哈密庙尔沟平顶冰川雪坑雪层和积累区雪坑底部冰中的主要离子（尤其是Ca²⁺ ）,其雪层中的主要阳离子关系可在底部冰中得以较好的反映,但雪层中各离子浓度与海拔的相关性不明显,可能与海拔的跨度较小和挖取的雪坑较疏有关;雪坑底部冰中的离子浓度与海拔间明显的相关性说明淋融作用随着海拔升高、气温降低而逐渐减弱。SO₄^2-和Ca²⁺是奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑中的主要离子（尤其是SO₄^2-）,其雪坑离子化学特征与哈密庙尔沟平顶冰川差别较大,可能与哈密庙尔沟平顶冰川处于塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和鄯善沙漠的下风向相关,还可能与雪层内淋融作用的强弱和沉积通量的高程效应有关。哈密庙尔沟平顶冰川积累区雪坑中NH₄⁺、NO₃^-和K⁺的Cs/Ci较Ca²⁺、Mg²⁺和Na⁺要大,奎屯河哈希勒根51号冰川Na⁺和NH4⁺的“雪冰比”较Cl-、SO₄^2-、Mg²⁺和Ca²⁺要大,说明这两条冰川雪坑中的Ca²⁺和Mg²⁺信号较其它离子可能更易于在冰芯记录中保存下来,为冰芯研究和古气候记录的恢复提供了保障。