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1995—2021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析.pdf

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资源描述

1、引 言冰冻圈中的冰川作为水资源的重要组成部分,对气候响应敏感,不仅直接影响全球气候、海平面、湖水位、河流等变化,同时还对地表水热平衡等产生积极影响1。随着全球变暖,青藏高原冰川退缩剧烈,对周边区域的水热平衡有明显的局地效应,间接影响流域尺度乃至全球的气候变化。冰川退缩严重影响着青藏高原生态安全屏障保护,是人类面临的重要生态环境问题之一2。开展长时间序列的冰川空间变化研究,对应对区域气候变化、旅游资源合理开发等具有重要意义3。念青唐古拉山脉横贯西藏中东部,为冈底斯山向东的延续,是怒江和雅鲁藏布江流域的分界线,也是19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析张伟华1,2德吉央宗*

2、1顿玉多吉1边巴次仁1(1.西藏自治区气候中心西藏拉萨8500002.日喀则国家气候观象台西藏日喀则857000)摘要利用近27年的Landsat、GF1等卫星影像资料,基于GIS/RS技术在西藏萨普冰川提取3条冰川空间分布数据,分别由冰川A、B、C表示,其中冰川A编号为5N231C0047,冰川B编号为5N231C0060,冰川C编号为5N231C0048,冰川C末端发育有冰湖I,冰川A末端发育有冰湖II,冰湖III又称撒木错。结合气象观测资料,分析冰川空间变化特征和气候主导响应因子。结果表明:(1)近27a萨普冰川在19952002年间扩大,20032021年持续性退缩,前8a冰川A没有变

3、化,冰川B、C有所扩大,后19a,冰川A持续性退缩,冰川B、C则呈现波动性退缩趋势;(2)冰湖面积总体呈现先稳定后持续性增加趋势,冰湖I以2006年为界,前期减少,后期增加,冰湖II对整个冰湖起决定作用,其在2012年前相对稳定,随后显著增加,冰湖III则呈现波动性增加趋势;(3)从空间上来看,冰川A在2008年以后退缩显著,冰川B、C在2002年后退缩明显;(4)气温升高是冰川退缩的主导气候响应因子,每年59月的蒸发对冰川C的退缩和冰湖I面积的增加影响最大。关键词萨普冰川;遥感监测;气候变化DOI:10.16249/ki.2096-4617.2023.02.002中图分类号 P343.6文献

4、标识码 A文章编号 2096-4617(2023)02-010-011收稿日期:2022-12-16基金项目:第二次青藏高原综合科学考察研究项目子专题项目(2019QZKK020809);国家自然科学基金项目(21876214,41765011,41561017).第一作者简介:张伟华,男,汉族,陕西宝鸡人,西藏自治区气候中心工程师,主要研究方向为遥感应用。通讯作者简介:德吉央宗,女,藏族,西藏拉萨人,西藏自治区气候中心正高级工程师,主要研究方向为遥感应用。我国冰川第二大聚集区,20002015年间冰川消融面积达到463.36 km2,居亚洲山脉之首4。冰川厚度和冰储量估算在研究冰川水资源中有

5、着重要地位,尤其是厚度对气候响应更为积极5。周苗等6利用重力卫星和光学卫星分析了念青唐古拉山脉冰川的面积、储量等变化情况,指出山脉西侧冰川质量亏损速率高达-20.23 cm/a,东侧也达到了-10.82 cm/a,尤其是东段山脉南部的嘉黎尼屋至波密一带地质灾害频发、冰湖溃决危害严重。位于念青唐古拉山脉东缘的萨普神山地理位置特殊,其西南侧的麦地卡湿地是国家级自然保护区,生物资源丰富,是拉萨河水源的重要涵养地7,也是西藏重要的农牧交错带8。本文基于GIS/RS技术,利用近26年的卫星遥感影像资料,结合数字高程、气象观测资料等分析西藏那曲市比如县萨普冰川空间变化分布特征,以及冰川退缩的主导气候响应因

6、子,为区域生态安全保护和旅游资源合理开发提供气候变化方面的科学依据。1 研究区概况萨普位于念青唐古拉山脉东段的西藏自治区那曲市比如县普宗沟境内(图1),冰川融水形成的萨普圣湖清澈、洁净,素有“神山之王”之称的萨普神山更是将这里点缀为人间仙境,是西藏重要的旅游资源9。萨普冰川位于30513059N,93429351E之间,冰川面积32.64 km2,区域平均海拔约5 500 m,冰湖海拔处在4 7505 000 m之间,地势南高北低,沟壑纵横,其3条冰川末端均有大小不等的冰湖分布。萨普地区属高原亚寒带季风湿润气候区,受海拔影响显著,其中离萨普较近的嘉黎站年均气温-0.3,年均降水738.1 mm

7、,降水以固态形式为主10。图1 西藏萨普冰川位置示意图Fig.1 Schematic diagram of the Sapu Glacier location in Tibet2 数据与研究方法2.1 数据源2.1.1 卫星影像数据19952013年遥感影像数据采用陆地资源卫星Landsat系列数据,20142021年数据采用国产高分一号系列数据。萨普地区受印度洋暖湿气流和山脉阻隔影响,水汽资源丰富,一年四季云雾缭绕,有效光学影像偏少,且影像质量易受天气影响,季节对冰川边界的干扰影响也较大。因此,本文在选择影像时相张伟华,德吉央宗,顿玉多吉,等:19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征

8、及气候响应分析1111和确定冰川边界遵循以下原则:(1)选取每年下半年711月间影像数据,优选9月无云或少云数据;(2)该区域冬季降雪明显,优先选取每年10月之前数据;(3)解译时,以上一年数据为底图,参考下一年数据,在界线明确的情况下做修正,界线不明确尽量保持原样;(4)以第二次冰川编目数据为依据,选取主要的三处冰川作为萨普冰川的代表。选取22景遥感影像作为底图资料,其中1995年、2009年影像时相在67月份间,降雪对冰川边界解译影响最小,是最重要的两个参考依据;2000年、2008年等影像积雪覆盖较多,其边界多依据前一年份,2011年未查找到适合的影像资料,具体见表1。表1 研究区遥感数

9、据源信息Tab.1 The information of remote sensing data source in the study area卫星类型Landsat5/TMLandsat7/ETMLandsat8/oliGF1/wfv影像时相1995.07.252000.10.02、2001.10.21、2002.11.09、2003.10.11、2004.11.30、2005.11.17、2006.11.20、2007.11.23、2008.10.24、2009.06.25、2010.10.30、2012.11.202013.09.122014.09.29、2015.09.08、2016

10、.08.23、2017.09.15、2018.09.04、2019.08.26、2020.10.13、2021.10.12空间分辨率(m)30151516数据来源http:/glovis.usgs.govhttp:/2.1.2 中国冰川编目数据20世纪80年代我国完成了第一次冰川编目11,20062013年中国科学院寒区旱区环境与工程研究所基于RS、GIS技术,利用218景影像,结合SRTM V4数据,经人工修订,完成了第二次冰川编目任务。本文选用第二次冰川编目数据中萨普冰川的主要3条冰川作为参考范围,解译1995年、20002021年冰川边界12。2.1.3 数字高程模型数据本文选用SRTM

11、_V4数字高程模型数据,该数据是由美国航天航空局(NASA)和美国国防部国家测绘局(NIMA)利用搭载在航天飞机上的雷达测量获取,经两年时间处理制成数字高程模型。SRTM数据分为1arc-second(1弧秒,SRTM1 30 m)和3arc-second(3弧秒,SRTM3 90m),本文选用从“https:/srtm.csi.cgiar.org”上下载的SRTM3 90 m 第4版“srtm_55_06.zip”数据作为萨普冰川长度提取、末端高程变化分析的参考依据。2.1.4 气象数据萨普冰川深入念青唐古拉山脉中段腹地,作为恒河流域中拉萨河源头和怒江流域中那曲支流的分水岭区域,交通不便,周

12、边无气象站,因此本文选用相对较近的嘉黎、比如气象站资料综合分析该区域气候变化趋势。19902021年气象资料由西藏自治区气象局信息网络中心提供,气象参数为气温、降水量和蒸发,其中蒸发数据不全仅作参考。2.2 研究方法2.2.1 冰川、冰湖边界提取本文以第二次冰川编目数据为依据,选取编号为5N231C的冰川,并从中选取面积最大、最能代表萨普冰川变化的3条冰川作为参考依据,不对恒河流域的冰川做探讨。Landsat系列遥感影像采用FLAASH大气校正,GF1影像采用6S大气校正,以2016年高分正射校正系列影像为参考进行几何精校正,本文采高原科学研究 2023年第2期(总第23期)1212用的22景

13、影像误差控制在1个像元以内。介于萨普影像质量整体受云、雪影响较大,而且本文研究的3条冰川面积均不大,为保障解译精度,采用目视解译方法。Landsat系列影像采用(7,4,2)波段组合,冰川在影像上呈浅蓝色调,纹理褶皱,冰湖在影像上呈现深蓝色调,纹理均一平滑,冻结冰湖色调接近冰川色调,但相对较亮,纹理上相对平滑;GF1系列影像采用(4,3,1)波段组合,冰川在影像上呈白色、浅灰色调,纹理褶皱,冰湖在影像上呈暗蓝色调,亮度较暗,纹理均一平滑。目视解译遵循以下原则:(1)冰川边界处多存在较窄的混合像元,基本采用混合像元中部作为分界线,影像放大尺寸不宜过大,并通过变换波段组合修正冰川边界,使其更接近真

14、实边界;(2)解译数据时,尽可能参考前后一年的冰川边界,云、雪影响较大情况下,目视判断受限,则尽可能保留前一年边界,如果前后两年变化过大,结合数字高程模型数据做局部修正(图2)。注:19952012年影像波段组合(R:7,G:4,B:1),2016-2021年影像波段组合(R:4,G:3,B:1)。Notes:Imagebandcompositionfromyear 1995to2012(R:7,G:4,B:1),Imagebandcompositionfromyear2016to2021(R:4,G:4,B:1).图2 19952021年萨普冰川遥感影像Fig.2 Remote sensin

15、g image of Sapu Glacier from year 1995 to 20212.2.2 冰川末端高程及冰川长度的提取方法目前,提取冰川长度主要有中心线法和主流线法13,14。根据中国冰川编目,萨普冰川主要由3条冰川组成,其中冰川 A(编号:5N231C0047)面积最大,其次是冰川 B(编号:5N231C0060)和冰川 C(编号:5N231C0048);冰川A末端发育有冰湖II,是面积变化最明显的冰湖,冰川C末端发育有冰湖I,面积最小,冰湖III面积最大,即撒木错。由于萨普冰川B、C的中部相对边缘较高,主流线法在冰川末端无法科学刻画冰川长度,因此本文基于ArcGIS的水文分析

16、工具,只对冰川A提取主流线,并结合历年的冰川空间范围和SRTM数字高程数据计算冰川长度和冰川的末端高程。依次对萨普冰川DEM数据进行填洼-提取流向-生成河网-河网矢量化-依据最高点联通冰川主流线(图3)15。图3 1995年萨普冰川A主流线法冰川长度图Fig.3 Mainstream glacier length map of Sapu Glcier A in year 1995张伟华,德吉央宗,顿玉多吉,等:19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析13132.2.3 冰川-冰湖面积离散程度变异系数法用于描述变量的分散程度15,本文用于分析冰川、冰湖历年面积的离散程度,公

17、式如下:Cvmeto=meto-meto(1)式中,Cvmeto为要素的变异系数;meto为连续年份气象要素的标准差;-meto为气象要素的均值。2.2.4 冰川-冰湖变化率与年均变化速率以变化率和年均变化速率探讨冰川、冰湖的变化幅度,公式如下:k=xb-xaxb(2)kp=kT式中,k为要素的变化率,kp为要素的年均变化率,xa为要素研究初期值,xb为要素研究末期值;T为研究时间段。2.2.5 气象要素趋势变化采用线性回归分析气象要素的趋势变化:y=at+b(3)式中,y为气象要素(气温、降水、蒸发),t为年份,a为线性趋势项,b为常数项。将a10表示为某一气象要素每10年的气候倾斜率(变化

18、趋势),常年平均值采用19902021年的平均值。2.2.6 相关分析本文选用Person简单相关系数刻画冰川与气候因子、冰湖与气候因子之间的相关性,采用T检验验证其显著性,选用偏相关系数分析冰川、冰湖与气候因子之间的偏相关性,采用T检验验证偏相关显著性,选用复相关系数分析气候因子与冰川、冰湖的整体关联程度。Person简单相关系数此处不再赘述。偏相关系数适用于多变量模型,将其他变量视为固定,分析两个变量之间的关联程度,其计算公式如下:假设X、分别表示随机向量、均值向量和方差协方差阵:X=X1X2kp-k,=12kp-k,=11122122kp-k(4)则给定X2时,xi和xj的偏相关系数定义

19、为:ij,k+1,p=ij,k+1,pii,k+1,pjj,k+1,p,1i,jk(5)式中,xi和xj表示从X1中选出的两个分量,ij,k+1,p=11,2=11-1222-121为偏协方差矩阵,则ij,k+1,p就度量了剔除xk+1,xp的线性影响之后,xi和xj之间的偏相关关系的强弱。复相关系数为一个变量x1与其它多个变量x2,xp之间的相关性,在公式(4)的基础上,取k=1,则x1和x2的线性函数lTX2间的最大相关系数即为x1和x2间的复相关系数,记作1,2,p,即:1,2,p=1222-12111(6)高原科学研究 2023年第2期(总第23期)14143 结果与分析3.1 萨普冰

20、川时空变化特征利用19952021年Landsat系列和GF1卫星资料解译萨普冰川边界,结果显示,整体上冰川面积呈现先增加后减少趋势,20032021年冰川面积呈波动性减少趋势,19952002年冰川面积呈增加趋势,2002年面积最大,为33.12 km2,2019年面积值最低,为28.58 km2,2021年面积为29.15 km2,较1995年(31.73 km2)减少了2.58 km2,面积变化率为-8.85%,年均变化速率为-0.34%(图4)。本研究所选3条冰川中,冰川A为最大冰川,其变化趋势与萨普冰川整体变化趋势基本吻合,冰川A在19952008年面积年际间变化不明显,200820

21、13年面积减少较快,年均变化速率为-1.60%,20142021年年均变化速率为-0.65%(图5)。图4 19952021年萨普冰川面积变化Fig.4 The changing trend ofthe Sapu Glacier area from year 1995 to 2021图5 19952021年萨普冰川A面积变化Fig.5 The change in area ofthe Sapu Glacier A from year 1995 to 2021冰川B位于萨普冰川西侧,1995年该冰川面积较小,为7.94 km2,20022021年波动性下降,年均变化速率为-0.43%(图6)。冰

22、川C作为3条冰川中的最小冰川,19952002年面积呈增加趋势,20022019年呈波动性减少趋势,其中20142019年减少趋势最明显,年均变化速率为-13.83%,20192021年有所增加,年均变化速率为7.80%(图7)。图6 19952021年萨普冰川B面积变化Fig.6 The change in area ofthe Sapu Glacier B from year 1995 to 2021图7 19952021年萨普冰川C面积变化Fig.7 The change in area ofthe Sapu Glacier C from year 1995 to 2021综上所述,冰川

23、A、C末端海拔较低,冰川面积年均变化速率较快,西侧的冰川C末端海拔较高,面积年均变化速率小。从空间上来看,冰川A在19952012年间面积变化不明显,20122014年退缩显著;冰川B末端南侧边缘在20002003年退缩明显,其次是北侧边缘在20132014年退缩明显;冰川C东侧边缘持续性均匀退缩(图8)。张伟华,德吉央宗,顿玉多吉,等:19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析15153.2 冰湖时空变化特征利用19952021年Landsat系列和GF1卫星资料解译冰湖边界,结果显示,2021年冰湖面积最大,为4.32 km2,较1995年(2.60 km2)增长了1.

24、72 km2,年均变化率为1.53%,其中19952012年冰湖面积趋于稳定,20122021年面积持续性增长,年均变化率为3.87%(图9)。图8 19952021年萨普冰川空间变化Fig.8 Spatial changes ofthe Sapu glacier from year 1995 to 2021图9 19952021年萨普冰湖面积变化Fig.9 The changes in area ofthe Sapu Glacier lake from year 1995 to 2021萨普冰湖I位于萨普冰川B的末端,是3个冰湖中面积最小的湖,面积呈波动性上升,年均变化率为1.78%,其中2

25、0002009年间变化幅度较大,但趋于稳定,2009年面积近26a第二低,值为0.13 km2,2018年达到最高值,为0.24 km2,20092018年年均变化率为5.04%(图10)。萨普冰湖II位于萨普冰川A末端,面积呈现先稳定后增长趋势,年均变化率为3.00%,2005年面积最小,为0.40km2,其中19952012年相对稳定,20122021年持续性增加,年均变化率为7.73%(图11)。图10 19952021年萨普冰湖I面积变化Fig.10 The changes in area ofthe Sapu Glacier lake I from year 1995 to 2021

26、图11 19952021年萨普冰湖II面积变化Fig.11 The changes in area ofthe Sapu Glacier lake II from year 1995 to 2021萨普冰湖 III 面积最大,整体上呈上升趋势,其中 2006 年面积最小,为 1.90 km2,19952005 年和20092021年增长相对平缓,20062008年整体面积较小,但在20062010年面积增长较为迅速,年均增长率为1.12%(图12)。从空间分布上来看,冰湖I南部区域在20052012年间扩张最显著,其次是20002005年间;冰湖II南北均有扩张,其中南部扩张最为明显,尤其是2

27、0122013年间,北部为低洼地,冰川融水在20062013年间扩张明显;冰湖III面积最大,受地形影响最严重,周边有零碎扩张,在20132017年间扩张明显(图13)。3.3 冰川末端高程变化特征冰川末端高程基本上代表了冰川边界的最低点,其变化可客观反映冰川退缩与前进,也可反馈本地高原科学研究 2023年第2期(总第23期)1616气候变化剧烈情况。通过对提取的萨普冰川A末端高程进行分析,2012年以前冰川末端高程基本不变,可反映出萨普冰川A末端气候在19952002年间变化不明显,20022021年间末端高程急剧上升,代表该区域趋暖趋势显著化(图14)。结合萨普冰川A的面积变化情况,可以看

28、出末端高程对冰川变化敏感。图12 19952021年萨普冰湖III面积变化Fig.12 The changes in area ofthe Sapu Glacier lake III from year 1995 to 2021图13 19952021年萨普冰湖空间分布Fig.13 Spatial distribution ofthe Sapu glacier lake from 1995 to 2021冰川长度变化也可反映出冰川进退,更多地表现出与局地降水之间的关系。通过分析萨普冰川A的长度变化情况可以看出,20002012年冰川长度轻微增长,反馈出局地降水对冰川前进有响应,20122021

29、年冰川长度急剧下降,局地降水对冰川影响甚微(图15)。综上所述,2012年之前萨普冰川A相对稳定,降水对冰川变化有响应,2012年至今气温主导了冰川变化。图14 19952021年萨普冰川A末端高程变化Fig.14 The changes in elevation of tip ofthe Sapu Glacier A from year 1995 to 2021图15 19952021年萨普冰川A长度变化Fig.15 The changes in length ofthe Sapu Glacier A from year 1995 to 20213.4 气候要素对冰川、冰湖变化响应3.4.1

30、 年降水量从萨普流域年降水量变化来看(图16),近31a年降水量年际变化波动较大,总体上呈增加趋势,平均每 10a 增加 24.05 mm,其中 2003 年平均降水量最高,为 852.6 mm,较常年(19912021 年)平均值高166.31 mm,1994年平均降水量最低,为531.25 mm,较常年平均值低155.04 mm。20世纪90年代至2004年中期以降水量偏低为主,2005年之后,降水量逐步增加且以偏高为主。从年降水量与冰川A、B、C和冰湖I、II、II的相关性来看,近27a年降水量与冰湖III之间通过了95%的置信度检验,相关系数为0.24。其中,20122021年间年降水

31、量与冰湖II之间通过了95%的置信度检验,相关系数为0.36;20002012年间年降水量与冰湖I之间通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.38;近张伟华,德吉央宗,顿玉多吉,等:19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析171727a年降水量与冰川无显著相关性,但在20002013年间年降水量与冰川A通过了95%的置信度检验,相关系数为0.29;20002019年间年降水量与冰川B通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.23;19952002年间年降水量与冰川C通过了95%的置信度检验,相关系数为0.54;20032019年间年降水量与冰川C通过了95%的置信度检验

32、,相关系数为-0.31。分析降水与冰湖、冰川的相关性,可以看出降水在19952002年以增加为主,对冰川B、C影响较大,20062015年降水波动性减少,对冰川A的影响较大。整体上,降水的波动性增加对冰川影响不大,只是在局部区域影响明显,说明降水对冰川响应不明显。3.4.2 年平均气温从萨普冰川周边气象站的资料分析,19902021年年平均气温呈显著上升趋势,平均每10年升高0.54(图17)。20世纪90年代至2004年以气温偏低为主,2005年开始气温逐步增加,2005年以来,流域气温以正距平居多,占93.75%。20002020年平均气温为2.3,较常年值(19912020年)偏高0.2

33、4。2017年气温最高值为3.08,较常年值偏高 1.02。1997年平均气温为0.24,为 31a年最低值,较常年值偏低1.82。图16 19902021年西藏萨普流域年降水量距平变化Fig.16 Changes in annual mean precipitationin the Sapu Basin from year 1990 to 2021图17 19902021年西藏萨普流域年均气温距平变化Fig 17 Changes of annual mean temperaturein the Sapu Basin from 1990 to 2021从年平均气温与冰川A、B、C和冰湖I、II

34、、II的相关性来看,近27a年降水量与冰湖I之间通过了99.99%的置信度检验,相关系数为0.67,与冰湖II之间通过了99%的置信度检验,相关系数为0.58,在20082021年与冰湖III之间通过99%的置信度检验,相关系数为0.58,在19952008年与冰湖III之间通过99.99%的置信度检验,相关系数为-0.83,近27a年平均气温与冰川呈显著相关性,冰川A通过了99.9%的置信度检验,相关系数为-0.61,与冰川B通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.46,与冰川C通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.47。3.4.3 年蒸发量2014年以前蒸发资料完整,从15a的蒸发量

35、距平来看呈下降趋势,平均每 10a 减少,其中19952000年波动较大,2002年以前蒸发以正距平为主。对19902020年每年59月平均蒸发进行距平分析,近 31a 蒸发呈稍微增加趋势,19992012年增发以负距平居多,20182020年蒸发年际间变化明显(图18)。图18 19902020年西藏萨普流域年均蒸发距平变化Fig.18 Changes in annual mean evaporationin the Sapu Basin from year 1990 to 2021高原科学研究 2023年第2期(总第23期)1818从年蒸发量与冰川A、B、C和冰湖I、II、II的相关性来看

36、,19952021年间年蒸发量与冰湖I之间通过了99.99%的置信度检验,相关系数为0.79,与冰湖II之间通过了99.99%的置信度检验,相关系数为0.80,与冰湖III之间通过95%的置信度检验,相关系数为0.33;近27a年平均气温与冰川呈显著相关性,冰川A通过了99.99%的置信度检验,相关系数为-0.79,与冰川B通过了99.99%的置信度检验,相关系数为-0.64,与冰川C通过了99.99%的置信度检验,相关系数为-0.66。从59月蒸发量与冰川A、B、C和冰湖I、II、II的相关性来看,近27a年蒸发量与冰湖I之间通过了99.5%的置信度检验,相关系数为0.57,与冰湖II之间通

37、过了95%的置信度检验,相关系数为0.41,与冰湖III之间通过99.5%的置信度检验,相关系数为0.33;近27a年平均气温与冰川呈显著相关性,冰川A通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.41,与冰川B通过了90%的置信度检验,相关系数为-0.34,与冰川C通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.80,20002006年、20082017年蒸发量与冰川C通过了95%的置信度检验,相关系数为-0.59。3.4.4 气候要素与冰川和冰湖面积的相关关系经计算年降水量与冰川、冰湖的复相关系数为0.36,呈显著弱相关性,年平均气温与冰川、冰湖的复相关系数为0.79,呈显著强相关性,年蒸发量与冰川

38、、冰湖的复相关系数为0.86,呈显著强相关性。经偏相关分析,从全年尺度来看,年降水量与年平均气温呈不显著负弱相关性,为-0.38;年平均气温与冰湖III呈显著负相关,为-0.43,与冰川A、冰湖II呈不显著负相关,分别为-0.41、-0.38,与冰湖I呈不显著正相关,为0.36;年蒸发量与年降水量、冰湖I呈不显著正相关,分别为0.32和0.37。冰川A与冰川C呈显著中等正相关,为0.66,与冰湖II呈显著高负相关,为-0.95,与冰湖III呈不显著中等负相关,为-0.49;冰川C与冰湖II呈显著正相关,为0.60;冰湖III与冰湖II呈不显著负相关,为-0.36。59月年平均气温与冰川A和冰湖

39、II呈显著负相关,分别为-0.46、-0.43;59月蒸发量与冰川C呈显著负相关,为-0.43,与冰湖I呈显著正相关,为0.45;冰川A与冰川C呈显著正相关,为0.70,与冰湖II呈显著高负相关,为-0.95,与冰湖III呈显著负相关-0.44;冰川C与冰湖II呈显著正相关,为0.63。结合冰川、冰湖时空变化与气候因子之间相关分析的结果来看,近27a以来蒸发量和气温对萨普冰川、冰湖空间变化起主导影响作用,降水对冰川、冰湖局部区域有影响。降水与蒸发基本上以2012年为中间点,可将该区域气候分为两个阶段,其中19902012年气温相对较低,对冰川影响不大,降水在局部区域对冰川前进有影响,蒸发以负距

40、平为主,萨普冰川A面积相对稳定,冰川末端高程基本不变,萨普冰川B、C面积轻微较少;20122021年气温对冰川变化响应起绝对主导作用,冰川面积急剧下降,也表现冰雪融化高度急剧抬升,降水对冰川影响微乎其微。4 结 论(1)近27a萨普冰川在19952002年间增加,20032021年持续性退缩,前8a冰川A相对不变,冰川B、C面积有所增加,后19a,冰川A面积持续性减少,冰川B、C面积则呈现波动性减少趋势。(2)冰湖面积总体呈现先稳定后持续性增加趋势,冰湖I以2006年为界,前期减少,后期增加,冰湖II起到决定作用,2012年前相对稳定,随后显著增加,冰湖III则呈现波动性增加趋势。(3)从空间

41、上来看,冰川A退缩显著,尤其是在2011年以后,冰川B、C在2002年后退缩明显。(4)气温升高是冰川退缩的主导气候响应因子,每年59月的蒸发量对冰川C和冰湖I影响较大。张伟华,德吉央宗,顿玉多吉,等:19952021年西藏萨普冰川-冰湖时空变化特征及气候响应分析1919参考文献1 丁永建,秦大河.冰冻圈变化与全球变暖:我国面临的影响与挑战J.中国基础科学,2009,11(3):4-10.2 鲁安新,姚檀栋,刘时新.青藏高原格拉丹东地区冰川变化的遥感监测J.冰川冻土,2002,24(5):559-562.3 鲁安新,姚檀栋,王丽红,等.青藏高原典型冰川和湖泊变化遥感研究J.冰川冻土,2005,

42、27(6):783-792.4 王旭,周爱国,Siegert F,等.念青唐古拉山西段冰川1977-2010年时空变化J.地球科学(中国地质大学学报),2012,37(5):1082-1092.5 朱美林,姚檀栋,杨威,等.念青唐古拉山扎当冰川冰储量估算及冰下地形特征分析J.冰川冻土,2014,36(2):268-277.6 周苗,常晓涛,朱广彬,等.卫星重力与光学遥感组合的念青唐古拉山脉冰川变化分析J.测绘学报,2021,50(10):1331-1337.7 李妍妍,王景升,税燕萍,等.拉萨河源头麦地卡湿地景观格局及功能动态分析J.生态学报,2018,38(24):8700-8707.8 连

43、玉珍,曹丽花,刘合满,等.西藏农牧交错带农田与相邻草地土壤含水量空间分布特征J.西南农业学报,2019,32(5):1092-1097.9 沈永平,刘蜀雯,张静.冰川秘境:萨普岗日雪山J.西藏人文地理,2020(5):18-25.10 宋善允,王鹏祥.西藏气候M.北京:气象出版社,2013.11 施雅风,刘潮海,王宗太,等.简明中国冰川目录M.上海:上海科学普及出版社,2005.12 刘时银,郭万钦,许君利.中国第二次冰川编目数据集(V1.0)(20062011)EB/OL.国家青藏高原科学数据中心,http:/ 杨佰义,张灵先,高杨,等.基于高分卫星数据的冰川长度综合提取方法J.冰川冻土,2

44、016,38(6):1615-1623.14 刘琼欢.中国冰湖遥感调查与水量估算D.湘潭:湖南科技大学,2016.15 拉巴卓玛,喻薛凝.19762019年西藏杰玛央宗冰川变化遥感监测J.高原科学研究,2020,4(3):17-29+54.高原科学研究 2023年第2期(总第23期)Analysis on Spatiotemporal Changes and Climate Responseof the Sapu Glacier and Glacier Lake in Tibet from Year 1995 to 2021ZHANG Weihua1,2Deji-Yangzong*1Dunyu

45、-Duoji1Bianba-Ciren1(1.Climatic Center in Tibet Autonomous Region,Lhasa 850000,China;2.Shigatse National Climate Oberservatory,Shigatse 857000,China)Abstract:Using Satellite imagery data such as Landsat and GF1 for nearly 27 years and based on GIS/RS technology,three glaciers spatiotemporal distribu

46、tion data were extracted from Sapu Glacier in Tibet and represented by glacier A numbered with 5N231C0047,B numbered with 5N231C0060 and C numbered with5N231C0048.Glacier lake I was developed at the end of glacier C,Glacier lake II was developed at the end ofglacier A,and Glacier lake III was also c

47、alled Samuco.The spatial changes in characteristics of glaciers and thedominant response factors of climate were analyzed based on meteorological observation data.The results are asfollowing:(1)In the past 27 years,the Sapu Glacier expanded from year 1995 to 2002 and retreated from year2003 to 2021c

48、ontinuously.Glacier A remained unchanged in the first 8 years,while glaciers B and C expandedduring that time.In the last 19 years,glacier A continued to retreat,while glaciers B and C showed a fluctuatingtrend of retreat.(2)The overall area of the glacier lake showed a trend of first stable and the

49、n increases contiguously.Glacier lake I decreased before 2006 and increased after 2006,and glacier lake II plays a decisive role inthe entire glacier lake with a relatively stable before 2012 and then significantly increased,and glacier lake IIIshowed a fluctuating increasing trend.(3)Glacier A has

50、significantly retreated,especially after 2008 while glaciers B and C have been significantly retreated after 2002 at the spatial perspective.(4)Temperature is the mainclimate response factor for glacier retreat and expands,and evaporation has the greatest impact on the retreat ofglacier C and the in

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