基于多源遥感的青藏高原内流区湖泊水量变化及水体相态转换研究(2000-2009年)

Water balance of lake and glacier changes are sensible indicators of climate change, and play a predominant role in mass balance variations of great lake basin. The lake area in the great endorheic basin of Tibetan Plateau accounts for 69% of entire Tibetan Plateau (TP). The area changes of some lakes have been reported. However, the water balance of lakes studied over the TP are very limited. In this proposed project, the lake level changes in endorheic basin of TP will be studied using the elevation differences between ICESat during the period of 2003-2009 and SRTM DEM derived from 11 day campaign in February, 2002. The lake area will be derived from Landsat TM/ETM+. The water balance of lakes can be estimated combining the lake level and area changes. The elevation changes of glaciers in the four typic areas with available ICESat data, and contribution fraction of glaciers to lake volume at a basin scale will also be studied. The mass balance changes will be evaluated based on water balance of lakes. The source of increased mass balance in endorheic basin of TP can be confirmed using water balance of lakes coupled with state of glaciers changes.

湖泊水量与冰川变化对区域气候变化响应敏感，并对流域质量平衡变化起主导作用。青藏高原内流区湖泊面积占整个高原湖泊的69%，目前对这些湖泊的面积变化已有一些报道，然而对其水量变化只有个别湖泊开展过一些研究。本研究拟使用激光测高数据ICESat (2003-2009年)和90 m空间分辨率的SRTM DEM(2000年2月获取)，利用两种高程数据的高程差，来研究青藏高原湖泊分布最密集的内流区2000-2009年的湖面高程变化，结合基于Landsat TM/ETM+的湖泊面积，估算湖泊的水量变化。另外，以湖盆为单元，研究内流区具有ICESat数据的4个典型区的冰川高程与面积变化，评估冰川状态，并分析冰川变化对湖泊的贡献率。在对青藏高原内流区湖泊水量定量研究的基础上，对其引起的质量平衡变化进行分析，结合冰川变化，进而揭示引起青藏高原内流区质量正平衡变化的根源。

青藏高原湖泊面积占整个中国湖泊面积的50%，青藏高原湖泊主要分布在内流区（69%）（即羌塘高原）。青藏高原内流区为一封闭的流域，湖泊水量变化对其质量平衡变化起主导作用。为了全面而真实地揭示该区域的质量平衡变化信息，本研究从湖泊变化的角度入手，对内流区湖泊水量变化进行系统、定量的研究，估算内流区由湖泊水量变化而引起的质量平衡变化。. 开展的研究内容包括：青藏高原内流区2000-2009年湖泊的湖面高程变化，结合湖泊面积，估算湖泊水量变化。结合湖泊水量变化、前人冰川变化研究成果，综合分析青藏高原内流区质量正平衡变化根源(即是湖泊水量增加还是冰川物质正平衡)。. 通过对青藏高原2000-2009年湖泊水位变化研究(0.20 m/year)，结合湖泊面积对其水量变化进行了估算(8.06 Gt/year)，研究结果很好地解释了青藏高原内流区质量正平衡是由于湖泊水量增加引起，而不是Jacob et al., 2012 (Nature) 解释的冰川物质正平衡(7±7 Gt/year)。此研究的开展，对青藏高原水资源评估、湖泊变化对气候变化的响应、水平衡的模拟验证都具有重要的意义。. 在本研究的基础上，还开展了青藏高原1970s-2010年湖泊数量与面积时空变化研究；基于SRM模型的青海湖流域湖泊水量平衡的定量评估；青藏高原湖水表面温度变化研究；第三极地区冰湖变化研究；青藏高原湖泊制图数据与方法评估；青藏高原湖泊变化对气候变化的响应及驱动因素分析。. 本项目的实施，本研究很好地解决了项目提出的关键科学问题。同时，以本项目为基础，开展了一系列具有重要意义的青藏高原湖泊变化研究，并取得了重要的研究成果。