论文部分内容阅读
在全球变暖背景下，研究区域尺度冰川变化情况，以及预估其未来变化趋势，是目前人们关注的一个核心科学问题。天山地区有着丰富的冰川资源，人类生产和生活的区域集中在山麓绿洲地带，依赖于高山冰雪融水。近些年来由于气候变暖造成冰川的退缩，所导致的水资源安全和自然灾害频发等问题已引起社会各界的普遍关注。研究区域尺度的冰川变化，不仅可以掌握冰川分布特征及水资源的现状，也可以了解过去几十年全球变暖背景下冰川的变化情况，从而对区域水资源的安全性和可利用性进行评价及预估。近年来，艾比湖流域的冰川也面临加速消融的趋势，下游的艾比湖水面面积总体萎缩严重。因此，迫切需要研究艾比湖流域上游的冰川变化情况及其原因。 本研究拟应用遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术，对天山艾比潮流域过去四十多年的变化进行研究，以中国科学院天山冰川观测试验站为依托，通过参照冰川（奎屯哈希勒根48号、51号冰川）十余年的定位观测和流域尺度（四棵树河流域）的冰川学考察、遥感监测等手段，在开展不同流域冰川变化研究的基础上，对各区域以及受地形因子影响的冰川变化差异性进行详细研究，以及对水资源的影响，旨在揭示冰川对气候变化的响应以及冰川变化的差异性机理，提升对冰川变化的认识，为新疆水资源问题的决策提供基础数据。结果表明，艾比湖流域1964-2005年间，所研究的446条冰川面积从366.32km2退缩到312.53km2，变化率为14.7％(0.4％ a-1)，面积小于1 km2的冰川其面积变化率的变幅比较大，期间共有12条冰川消失，其中有8条小于0.1km2;奎屯河流域40年间冰川面积变化率为15.4％(0.4％ a-1)，0.1-0.5 km2的冰川面积损失量最大，冰川消融主要集中在4200m以下，面积损失量为12.29 km2，占91.9％;四个子区域冰川变化率自西向东逐渐增大，局地气候和地形因子对冰川变化影响较大。该流域的气温、降水在过去40年均有明显的升高，但增加的降水无法弥补由升温造成的消融，这是造成该区域冰川退缩的主要原因。此外，冰川规模、形态、坡度、朝向均对冰川变化造成影响。冰川退缩程度与该区域冰川分布特征有关，艾比潮流域以数量众多的小冰川为主，对气候变化较为敏感。随着冰川消融，冰川规模趋于变小，增强了区域冰川对升温变化的敏感性。此外，冰川退缩受地形因素影响显著，其中冰川类型、朝向、坡度、海拔高度等因素都会影响相邻同等规模冰川不同变化幅度。在过去的40年间，艾比湖流域的冰储量比1964年减少了20.5％，从47.546km3减少到了37.799 km3。另外，南北朝向差异加大，冰储量亏损分别为37.6％和21.6％。艾比湖流域的冰储量变化速率(0.8％a-1)在全疆来看属于比较快的，主要归咎于其小规模冰川(＜1 km2)比重较大，对气候变化响应较敏感。冰川融水在奎屯河流域、四棵树河流域、精河流域和博尔塔拉河流域的径流贡献率分别为23.7％,29.6％,20.6％和21.4％。将该区域的冰川与新疆境内其他区域冰川相对比（庙尔沟、博格达、乌鲁木齐河、头屯河、库克苏河、托木尔以及叶尔羌河）表明:冰川在不同区域的缩小比率介于8.8-34.2％之间，单条冰川的平均缩小量0.09-0.415km2，末端平均后退3.5-10.5m a-1。由于天山区各流域中冰川的分布、变化特征以及冰川融水所占河川径流的比重等因素的影响，未来气候变化对各区域水资源的影响程度存在差异。