近年来,青藏高原冰川持续消融,表现为冰川退缩,冰川末端冰湖增大,随之带来的冰(雪)崩、冰湖溃决和融雪型冰川泥石流等自然灾害愈发频繁。冰川面积是反应气候变化的重要指标之一,在全球变暖的大背景下,对于评估冰川融化造成的生态、全球气候变化和水资源等问题十分重要意义重大。
西藏高原大气环境科学研究所以羌塘高原、藏东南、藏西北、河湖源头、交通沿线、喀喇昆仑山脉等为重点监测区域,利用陆地资源卫星(Landsat)、激光雷达高度计(ICESet-2)和数字高程模型(SRTM)等多源高分辨率卫星数据,开展了长时段、多时相的冰川面积和冰川物质平衡变化研究,,研究发现,2000年后,监测区内冰川和冰湖面积变化率显著增加,具体表现在冰川退缩和冰湖扩张。冰川退缩主要集中在冰川末端,其中,位于青藏高原自然保护区内的普若岗日冰川退缩最明显(图1),具体表现在部分角落的冰川出现断裂,部分冰川末端退缩形成小冰湖;雅鲁藏布江源头杰玛央宗冰川明显退缩,冰川末端冰湖面积增大(图2)。
“喀喇昆仑异常”仍然存在,2000-2021年喀喇昆仑冰川物质平衡值为0.02±0.09 mw.e.yr−1,喀喇昆仑西部和中部冰川为正物质平衡,喀喇昆仑东部冰川为负物质平衡,各流域冰川质量损失均小于±1Gtyr-1(图3)。年降水量的增加和夏季气温下降是喀喇昆仑冰川物质增加的主要原因,云量增加和净短波辐射减少进一步促进了冰川的积累。高大山脉的阴影和大面积表碛覆盖对抑制该区域冰川的消融起到了一定的作用,且相关成果发表在国际SCI(E)期刊。
基于以上研究成果,制作了“西藏高原典型冰川和冰湖遥感数据库”(图4),该数据库收录了百条以上重点冰川和冰湖矢量边界,可以进一步了解受人类活动影响和相对自然条件下的冰川变化特征,可作为研究冰川变化、评估和合理利用冰川水资源以及防灾减灾的数据基础,将为不同气候系统和全球气候变化影响下的冰川和冰湖变化情况提供科学的数据支撑,有助于提高人们对冰川保护重要性的认识。
此次研究获得国家自然科学基金项目(42061014)、第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0201)和西藏高原冰冻圈遥感监测与影响评估创新团队的资助。(科研所)
图1普若岗日冰川最大消融区(A),断裂区(B),退缩区(C),冰川末端退缩形成小冰湖区(D)
图2典型冰川面积空间变化图(a)杰玛央宗冰川及其冰川末端冰湖,(b)普若岗日冰川,(c)米堆冰川,(d)什俄、什磨和增冰川,(e)枪勇冰川,(f)冰川分布。图中黄色线条为1976年的矢量边界,红色线条为2020年的矢量边界。图(c)和(e)中的黄色线条为1989年的矢量边界。
图3 2000-2021年喀喇昆仑冰川物质平衡对下游主要流域的贡献(流域多边形的颜色表示冰川物质平衡,直方图表示冰川面积(粉色)和冰川质量损失(绿色)。
图4 西藏高原典型冰川及冰湖遥感数据库