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世界冰川/冰盖分布面积为14.51×106km2,冰储量为27.6×106 km3,覆盖地球陆地面积的10%,储存全球约75%的淡水资源,是全球最重要的水资源。冰川动态信息是准确认识气候变化的敏感指标,是揭示过去高分辨率气候变化丰富信息的基础资源;是精确辨析全球海平面变化的重要数据。近一个世纪(1906~2005)以来,全球地表温度升高了0.74℃。随着全球变暖,自1940至2010年,世界19个地区的冰川面积变化率为-0.01%.a-1~-1.8%·a-1,物质损失为-50±7 Gt·a-1~0±1Gt·a-1。可见,面积变化和冰川物质平衡都具有区域差异。中国西部地区冰川也存在不同程度的退缩变化,存在一定区域差异。目前国内外对区域差异相关研究涉及较少,并缺乏系统性。伊犁河流域是冰雪相关灾害的多发区,长江源区由冰川退缩引起生态环境退化。可见,冰川变化研究对伊犁河流域和长江源区均具有重要意义。 鉴于此,本研究以伊犁河流域和长江源区为研究对象,利用第一次冰川编目使用的62幅1∶50,000和1∶100,000地形图工作底图和57景Landsat TM/ETM+数据对伊犁河流域和长江源区对1960s~2007年间冰川变化进行分析,总结两个流域冰川变化的总体特征,量化地形因子和规模对冰川变化的影响,对比两个流域冰川变化具体特征差异,并结合气象因子分析差异性原因;同时,以各拉丹冬峰为典型区,利用多期遥感影像分析冰川面积和长度的变化序列,总结冰川变化的时间差异;利用6幅地形图DEM、2005年ASTER、2景SPOT6立体像对研究了冰川厚度变化特征,探讨冰川厚度变化与规模变化的差异;通过对比冰川长度变化和厚度变化,识别跃动冰川,并结合冰川运动速度数据,分析跃动冰川和常态冰川的运动速度差别。得到以下4个主要结论: 1、1960s经过修订伊犁河流域的冰川为2119条,面积为2002.9±152.2 km2。至2007/2009年,冰川数量从2119条减少到1813,减少了14.4%,冰川面积减少了485±177.3 km2,相对变化率为24.2%±8.8%(~0.6%·a-1)。1970s长江源区冰川为770条,面积为1280.95±39.69 km2,至2007年冰川面积减少了172.62±56.3 km2,占总面积13.5%±4.4%(~0.36%·a-1),对比2000年左右的冰川变化结果(~0.18%·a-1),有加速退缩的趋势。冰川条数没有变化。但在冰川面积整体萎缩的同时,也有16条冰川处于面积扩张状态,扩张的冰川总面积为48.96 km2,占总面积3.8%。 2、两个流域冰川变化存在一定差异。伊犁河流域冰川变化率是长江源区冰川面积变化速率的1.7倍。长江源区每个等级冰川面积萎缩率均小于伊犁河流域,随着面积的增加,两者的差别逐渐减小。对于面积为0.05~0.1 km2时,伊犁河流域的冰川面积变化率是长江源区的2.2倍。当冰川面积>10 km2时,伊犁河流域的冰川面积变化率是长江源区的1.4倍。相同规模条件下,冰川发育的气候条件和冰川温度所决定的冰川类型是影响面积变化的主要因素。 地形因子对两个流域的影响也存在差异。伊犁河流域当冰川面积小于0.1 km2时,冰川面积变化受坡度和中值高度的影响,并且随着中值高度的增大,冰川面积萎缩成线性减少趋势,而冰川变化与坡度的关系不明确;当冰川面积大于0.1 km2且小于1 km2时,冰川面积萎缩率随着中值高度的增大而成线性减少趋势;当面积大于1 km2时,冰川变化受坡度和中值高度的影响极小,主要受面积大小的影响,与面积大小成对数关系。而在长江源区中值面积高度对冰川变化一直都有影响。 3、典型区各拉丹冬峰地区的冰川面积和冰川表面高程变化序列显示,1973~2013年,冰川面积一直萎缩状态,冰川面积随时间呈对数衰减,2000年后的萎缩趋势有所减弱。同期,冰川厚度也减薄,1968~2000年间,冰川表面高程平均降低12.8m±1.3 m,2000~2013年冰川表面高程平均增厚1.7 m±0.3 m。冰川面积变化趋势和高程变化趋势相同。 4、通过9条典型冰川多期冰川表面高程变化、长度变化和冰川表面流速的详细对比分析显示,有7条是跃动冰川。跃动期的冰川表面运动速度是常规冰川的十倍多,但在常态状态下与其他冰川的表面运动速度无较大差别。冰川跃动完成后,其冰川运动速度的恢复需要几年时间。 1986年和2000年前后降水量的突然增加引起冰川上部积累增厚,从而导致冰川快速下移,是造成冰川跃动的主要原因。1985年极值降水引起曾普松冰川跃动,跃动为1年,跃动期非常短。而多年连续高值降水引起其他冰川的多年期跃动。如此详细的冰川运动速度、长度和冰面高程的跃动冰川信息,对于进一步分析跃动机制及监测具有重要意义。