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青藏高原特殊的下垫面和大气过程使其成为全球环境变化的敏感区与脆弱区。内陆湖泊是青藏高原地表系统重要且独特的组成部分,它能敏感地反映区域乃至全球气候变化。青藏高原内陆湖泊面积和水量平衡研究可为该地区无资料(气象/水文)或资料匮乏流域的湖泊变化及其与气候变化的相互影响机制研究提供理论支撑。因此,本文以西藏中南部羊卓雍错流域为研究区,探讨高原湖泊变化特征、以及气候变化对高原湖泊变化的影响机制。考虑到该地区水文站点稀少、观测资料不连续、且部分观测数据的获取受限,本文首先基于多源、多时相遥感影像提取1972-2010年流域内主要湖泊(羊卓雍错、空母错、沉错、普莫雍错)面积,分析各湖泊面积变化特征,探讨遥感数据甄选、数据处理和湖泊提取过程中的不确定性;进而,结合流域气象、水文观测及模拟资料,以水量平衡方程为基础,分别估算方程各要素,定性/定量分析流域湖泊水量收支各项的季节与年际变化,讨论湖泊水量收支关系,并分析气候要素对水量平衡的贡献。主要研究结论如下:
1.流域内各湖泊面积的季节变化一致。定性、定量分析表明:降水是流域湖泊地表收支季节性变化的主要气候驱动力。流域集中降水驱动了湖泊的季节性涨落,降水量则通过总补给量决定了湖泊年内变化总趋势。
2.1975-1995年,流域升温不明显,羊卓雍错地表水量收支与气温、降水的多元回归方程显示:降水是主导该时段羊卓雍错地表水量收支年际变化的主要气候因素。
3.1972-2010年,流域气温升高显著,湖泊面积年际变化分析表明:气温是驱动该时段各湖泊面积变化的主要因子。流域内不同补给方式的高原湖泊对气候变暖的响应方式亦不同:以降水补给为主的羊卓雍错,因气温升高导致湖面蒸发增强,使得湖泊呈萎缩趋势;以冰川融水补给为主的普莫雍错等湖泊,由于气候变暖引起冰川消融加速,致使湖泊面积呈扩张趋势。不同时期区域气候特征的差异,导致了湖泊变化的主要驱动机制不同。
4.羊卓雍错流域湖泊变化及气候驱动力讨论的不确定性主要来自遥感影像、水文和气象资料在时空尺度上的不足。影像处理和目视解译过程的不确定性可通过引入高分辨率影像和实地验证来减小。此外,湖泊水量平衡方程忽略了地下水和冻土季节性融化的影响,这可能给湖泊水量变化研究带来认识偏差。