青藏高原不同地區(qū)典型冰川厚度變化研究.pdf

1、冰川素有“天然固態(tài)水庫(kù)”之稱，青藏高原冰儲(chǔ)量約占亞洲冰儲(chǔ)量的29.2％，中國(guó)冰儲(chǔ)量的81.6％，被稱作“亞洲水塔”，是中國(guó)乃至亞洲地區(qū)重要的水源地。在全球氣候變暖影響下，近幾十年青藏高原地區(qū)冰川普遍退縮，河水徑流量增加，冰川次生災(zāi)害頻發(fā)，直接影響區(qū)域生態(tài)、水資源安全和海平面上升。
　　定量估算冰川厚度和體積變化是評(píng)價(jià)冰川退縮影響作用的重要內(nèi)容之一。但是，當(dāng)前對(duì)山地冰川厚度的研究仍有許多不足之處，開(kāi)展的工作相對(duì)較少，方法單一主要通過(guò)

2、對(duì)比不同時(shí)相數(shù)字高程模型(DEM)，且精度不高，缺乏短時(shí)間尺度冰川厚度高精度監(jiān)測(cè)方法，而這種時(shí)間尺度的冰川厚度變化對(duì)探究不同地區(qū)冰川氣候響應(yīng)機(jī)制具有重要的意義。
　　為此，本文以高精度差分GPS實(shí)測(cè)、雷達(dá)、遙感影像等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取極大陸型冰川納木那尼冰川和羌塘1號(hào)冰川，亞大陸型冰川抗物熱冰川和古仁河口冰川作為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用差分GPS定點(diǎn)放樣、基于ICESat定點(diǎn)放樣等方法，分析了典型冰川厚度變化和橫縱剖面下伏地形特征，并結(jié)合

3、氣象資料探討了冰川變化對(duì)區(qū)域氣候的響應(yīng)機(jī)制。主要得出以下結(jié)論:
　　(1)研究時(shí)段內(nèi)，四條冰川厚度基本上都在不同程度的退縮，古仁河口冰川厚度退縮較快，大部分時(shí)段內(nèi)變薄率都高于其它幾條冰川。厚度退縮快慢與海拔高度呈反相關(guān)關(guān)系，低海拔區(qū)域冰川消融速度大于高海拔區(qū)域。相同海拔梯度范圍內(nèi)，抗物熱冰川、古仁河口冰川厚度退縮速度較快，高于羌塘1號(hào)冰川和納木那尼冰川。伴隨氣溫升高，冰川厚度消融范圍不斷擴(kuò)大，在海拔高度6000-6100m的納木那

4、尼冰川頂部仍然監(jiān)測(cè)到厚度變薄現(xiàn)象。青藏高原周緣冰川厚度變薄率大于腹地區(qū)域，并且近幾年冰川厚度退縮表現(xiàn)出近似加速的趨勢(shì)。
　　(2)探地雷達(dá)測(cè)量結(jié)果顯示，納木那尼冰川、羌塘1號(hào)冰川橫剖面槽谷形態(tài)比較發(fā)育，古仁河口冰川次之，抗物熱冰川由于其形成地形條件的差異，槽谷形態(tài)并不是很發(fā)育。冰川縱剖面除了納木那尼冰川測(cè)量線路較短，僅能反映該冰川上部下伏地形復(fù)雜崎嶇，其它三個(gè)剖面都表現(xiàn)出因冰川差別侵蝕而改造的階梯狀起伏特征。
　　(3)納木

5、那尼冰川(2003-2013)、抗物熱冰川(1974-2014)、古仁河口冰川(2007-2014)、羌塘1號(hào)冰川(1970-2014)面積分別減少0.82km2、1.23 km2、0.29 km2、0.32 km2，年均退縮比例0.52％、1.03％、3％、0.28％，極大陸型冰川面積年均退縮比例小于亞大陸型冰川;冰川末端分別后退202.78m、372.8m、101.7m、207.3m，年均退縮速度20.3m、9.3m、14.5m、4

6、.7m。
　　(4)冰川體積估算結(jié)果顯示，近40年抗物熱冰川、羌塘1號(hào)冰川儲(chǔ)量分別減少了52.75％、17.54％;短時(shí)間尺度內(nèi)納木那尼冰川、古仁河口冰川儲(chǔ)量分別減少了7.53％、28.71％。線性模型預(yù)測(cè)表明冰川未來(lái)退縮形勢(shì)將進(jìn)一步加劇，到2020年，抗物熱冰川和羌塘1號(hào)冰川厚度將比70年代減少三成以上，到2050年，減少量達(dá)一半以上;面積退縮更加強(qiáng)烈，按當(dāng)前退縮速度在未來(lái)35年時(shí)間里，抗物熱冰川面積將減少約80％，古仁河口冰川

7、則完全消失，納木那尼冰川因規(guī)模龐大、退縮緩慢，預(yù)測(cè)的未來(lái)退縮比例相對(duì)較小。
　　(5)冰川面積和冰川末端在退縮速率上表現(xiàn)出較好的一致性趨勢(shì)，與厚度退縮速率關(guān)系相對(duì)復(fù)雜，其中有三條典型冰川縱向變化速率表現(xiàn)出與二維層面近似相反的特征，厚度變薄速率越高，冰川面積和末端退縮速率越低，古仁河口冰川在短時(shí)間尺度內(nèi)三維立體退縮速率呈一致性態(tài)勢(shì)，但從長(zhǎng)時(shí)間尺度變化來(lái)看，冰川縱向厚度和橫向的面積、末端退縮速率反對(duì)應(yīng)關(guān)系比較明顯。此外，在退縮比例上，

8、冰川立體退縮形態(tài)表現(xiàn)出顯著的非對(duì)稱性，厚度退縮比例明顯高于冰川面積和長(zhǎng)度，并且對(duì)比有較長(zhǎng)數(shù)據(jù)記錄的抗物熱冰川和羌塘1號(hào)冰川變化發(fā)現(xiàn)，近期年均退縮幅度大于長(zhǎng)時(shí)期年均變化，說(shuō)明近幾年冰川退縮在逐步加劇。
　　(6)近60年，典型冰川所在地區(qū)與青藏高原具有相似的氣候變化趨勢(shì)，氣溫快速升高，降水整體比較穩(wěn)定，局地略有差異。氣象數(shù)據(jù)分析顯示，本文中的四條冰川對(duì)溫度響應(yīng)的敏感性高于降水，特別是夏季均溫。氣溫升高、降水減少共同作用導(dǎo)致納木那尼冰