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IPCC第五次评估报告指出,全球山地冰川冰量损失在加快,冰量损失速率(不包括冰盖外围的冰川)很可能从1971-2009年间的每年2260Gt增长到1993-2009年间的每年2750Gt。全球山地冰川总体处于持续退缩状态(面积、长度和体积),近20年来退缩更为显著。冰川物质平衡是联系冰川变化和气候变化的纽带,是冰川对气候变化的直接响应,冰川物质平衡的动态变化会引起冰川末端、冰川面积、冰川冰量以及冰川径流的变化。因此,研究中国西部祁连山地区老虎沟冰川流域56a来的径流和物质平衡变化对冰川水资源和气候变化具有重要的参照意义。 利用老虎沟流域现有的观测资料和根据观测资料重建的气温降水资料,重建降水的各月均值和实测数据的绝对偏差均值为1.07mm,相对偏差为7.2%,重建资料具有很好的可信度。运用HBV水文模型模拟和分析了1959-2015年的老虎沟流域冰川径流和物质平衡变化,并对模拟的冰川径流的年际变化进行了分析,进行了累积距平分析、M-K突变检验,用水量平衡的方法进行了降雨、积雪和冰川融水对径流的贡献分析,分析了56a来老虎沟流域冰川物质平衡的变化和水量损失情况。通过模拟和分析得到以下结论: 1.老虎沟流域1959-2014年的年均气温以0.04℃·a-1的速度增加,而降水则以1.3mm·a-1的速度增加;HBV模型模拟径流深呈现显著增加趋势,以7.89mm·a-1的速度增加,气温、降水和径流深均通过了95%的显著性检验。老虎沟流域2010年的径流深最高,达到1193.2mm。径流主要集中在6-8月,占到全年总径流量的90%左右,其余各月的径流占比很小。从时间尺度来看,1995年之前没有极端水文事件发生,而1959年至2014年的21次极端水文事件均集中在1995年之后,可见随着全球气候变化,极端水文事件呈现增多趋势。老虎沟流域冰川物质平衡56a来处于亏损状态,总的物质平衡为-11.3m.w.e,平均以-201.8(mm.w.e)·a-1的速度加剧萎缩。 2.根据模型模拟的老虎沟流域径流分割情况,1959年-2014年降雨对径流的贡献率多年平均值为15.5%,积雪对径流的贡献率为49%,而冰川融水对径流的贡献为率35.5%。降雨对径流的贡献基本保持稳定,但是积雪和冰川对径流的贡献56a来变化较大,积雪对径流的贡献在逐渐降低,而冰川融水对径流的贡献上升。 3.通过HBV模型得到在RCP2.6的排放情景下2015年到2065年老虎沟流域的冰川径流以0.8 mm·a-1的速度增加,在2036年达到最大值为1037mm,之后逐渐减小;在RCP4.5排放情景下2015年到2065年老虎沟流域的径流以5.6mm·a-1的速度增加,在2054年径流量达到最大,为1220mm。2015-2065年的平均径流深在RCP2.6情景下,为778 mm·a-1,比之前56a平均径流深489 mm·a-1增加59%;在RCP4.5的情景下,未来50a平均径流深为862 mm·a-1,比之前平均径流深会增加76%。