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近40年来南阿尔泰山地区现代冰川变化及对气候变化的响应

王秀娜  
【摘要】:山地冰川是气候变化的灵敏指示器,在全球变暖大背景下山岳冰川变化已成为当前研究的热门课题。阿尔泰山区作为新疆地区第二大丰富水源区,冰川的积累或消融对下游生态系统维护具有重要的现实意义。论文基于多期Landsat MSS/TM影像,完成南阿尔泰山地区冰川编目及属性更新,分析了该地区冰川系统结构特征,及1972-2011年冰川变化特点,并与我国周边地区典型山地冰川变化特征对比。基于气象格点资料,总结南阿尔泰山地区1972-2008年气温与降水变化特征,最后讨论冰川变化对气候变化的响应关系,结论如下: 1、利用1972年Land sat MSS影像提取南阿尔泰山区冰川,以山脊线和流域分布为依据划分冰川,并完成冰川编目及属性更新工作,以此为基础统计南阿尔泰山区冰川系统结构特征。结果表明:1972年南阿尔泰山地区冰川总1349条,总面积633.91km2,总冰储量66.82km3;冰川数量与冰川面积、冰川储量随面积等级的变化趋势相反:山区冰川分布呈现出明显的不对称性,冰川数量上北向多于南向、东向多于西向,冰川规模上南向大于北向、西向大于东向;俄罗斯境内冰川规模较大,中国、蒙古两国冰川规模次之,哈萨克斯坦境内冰川数量及规模均较小 2、以多期影像为基础分析南阿尔泰山地区1972-2011年冰川变化。结果表明:(1)1972-2011年南阿尔泰山地区冰川退缩显著,40年间冰川面积减少304.88km2,退缩速率1.2%·a-1,消失冰川条数400条,消失比例为29.65%,冰储量减少35.05km3,占1972a冰川储量的52.46%;不同时段冰川退缩速率存在差异,1972-1989年、1989-2000年、2000-2011年冰川退缩率分别为1.59%·a1、1.22%·a-1、1.23%·a1;(2)不同属性冰川变化存在一定差异,分面积等级统计,小规模冰川对气候变化更为敏感;分朝向统计,南向冰川退缩最快,面积变化率为1.6%·a-1,东南向、西北向冰川面积变化率最小,约0.9%·a-1;分国家统计,蒙古、哈萨克斯坦境内冰川变化最为显著,面积变化率分别为52.17%、68.29%;(3)友谊峰-奎屯峰山结处冰川退缩速率先减后增,与南阿尔泰山地区全区变化趋势一致,1972-1989年、1989-2000年、2000-2011年冰川退缩率分别为1.12%·a-1、0.38%·a-1、0.73%·a1,但不同时段冰川变化率差异更大,说明大冰川在气候变暖速率降低后更加趋于稳定。 3、对比南阿尔泰山地区冰川变化与我国周边典型山地冰川的变化,结果表明,在所汇总的山地冰川变化率中,本文研究区冰川变化率最大,约1.2%·a-1,高于俄罗斯境西伯利亚阿尔泰的0.52%·a’(1952-2006年)。我国境内山地冰川变化率以阿尔泰山地区为最高,向南冰川年退缩率逐渐降低,至青藏高原腹地达到最低,往南至青藏高原南缘喜马拉雅山区冰川退缩速率再次达到一个高值。冰川变化率所表现出的这种空间差异主要受不同山地冰川地理位置、大气环流条件以及冰川本身属性等因素影响。 4、以气象格点数据分析南阿尔泰山区气候变化特点。1972-2008年南阿尔泰山地区增温显著,年均温约上涨1.48℃,平均上升幅度为0.40℃·10a-1,夏季均温、冬季均温平均上升幅度分别为0.40℃·10a-1、0.50℃·10a-1;1972-2008年研究区年降水量增加约37.68mm,平均增长幅度10.18mm·lOa-1;温度和降水均于20世纪80年代中后期出现一定程度的波动,温度在1984-1985年出现极端低值,降水则以1987-1988年为界,呈现先增后稳的变化趋势。 5、对比南阿尔泰山区冰川变化与气候变化特点,探讨冰川变化对气候变化的响应关系。结果表明:研究区冰川退缩率变化与夏季均温变化存在显著的正相关关系,1972-1989年夏季均温降低,对应1989-2000年冰川面积年递减率较前期的递减趋势(1.59%·a-1降至1.22%·a-1);1989-2000年夏季均温在经历了80年代中后期的低温后开始恢复增长,对应2000-2011年冰川面积年递减率较前期的增长(1.22%-a-1增至1.23%·a1),响应存在大约10年的滞后期;冷季降水的变化与冰川面积变化率呈现良好的正相关关系:1989-2000年冷季降水较前期开始显著增加,而这一时段冰川的退缩速率降幅较大;2000-2011年冷季降水量呈现显著降低的趋势,而这一时期的冰川消融速率较前期开始出现一定程度的升高;温度变化对冰川变化起着主导作用,降水的增减不足以影响冰川变化的总体趋势。


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