联合多源卫星观测数据监测青藏地区冰川消融和长江流域水储量变化关键技术

Global warming, the glaciers, permafrost of Qinghai-Tibet Plateau keep on melting for decades. It has an important influence on water resources supply in the region of the Yangtze Rive where is it originated. Furthermore, the social and economic development can also be affected. There is a important scientific and practical meaning of reliable and accurate quantitative assessment and prediction on the future evolution of the Yangtze River water resources quantity. New satellite observation of the Earth (gravimetric satellite GRACE,magnetic field mission Swarm, altimetry satellite ICESat,InSAR),combined with GPS positioning technology provide data support for obtaining information of three dimensional changes of wide range glaciers and local water storage change quickly, real time and accurately. This project aims at, by jointly using of a variety of satellite observation data, studying the glacial melting in Qinghai-Tibet plateau and water storage changes in Yangtze river basin, determining rate of glacial melting in Qinghai-Tibet region and rate of water storage change in Yangtze river basin, and providing effective techniques and integration for setting up three-dimensional monitoring system for glaciers in Qinghai-Tibet plateau and water storage change in Yangtze river basin in the future.

全球气候变暖，青藏高原地区的冰川、冻土几十年来持续退缩，对发源于该地区的长江流域水资源补给产生重要影响，进而影响长江流域的社会经济发展，对长江流域水资源量未来演变进行准确可靠的量化评估和预测，有重要的科学和现实意义。新的卫星对地观测（重力卫星GRACE、磁测卫星Swarm、测高卫星ICESat、InSAR）联合GPS定位技术为快速、实时、精确地获取大范围冰川三维变化和区域水储量变化提供了数据支持，本项目旨在联合利用多种不同的卫星观测数据，研究青藏高原地区冰川融化和长江流域的水储量变化，确定青藏地区近10年冰川消融以及长江流域水储量年变化速率，给出其间统计相关性和中长期变化趋势的量化分析结果，并对未来的演变作出推断和预警，为今后建立青藏高原地区冰川和长江流域水储量变化立体监测系统提供有效的技术手段和集成。

全球气候变暖，青藏高原地区的冰川、冻土几十年来持续退缩，对发源于该地区的长江流域水资源补给产生重要影响，进而影响长江流域的社会经济发展，对长江流域水资源量未来演变进行准确可靠的量化评估和预测，有重要的科学和现实意义。本项目联合利用多种不同的卫星观测数据，研究了青藏高原地区冰川融化和长江流域的水储量变化，确定了青藏地区近10年冰川消融以及长江流域水储量年变化速率，给出了其间统计相关性和中长期变化趋势的量化分析结果，可为今后建立青藏高原地区冰川和长江流域水储量变化立体监测系统提供有效的技术手段和集成。本课题的主要研究成果：研究基于GRACE卫星重力确定地表质量迁移的理论和方法，并提出了一种新的空间平滑方法-各向异性组合滤波；利用前置自回归模型，研究了长江流域发生洪水的可能性；基于拉格朗日乘数法研究中国西南区陆地水储量变化特征，并由此分析了该区域的干旱特性，提出利用GRACE卫星时变重力数据探测中国西南干旱事件所引起的陆地水储量变化的新方法；研究了长江流域水储量变化，大通流量及降水与ENSO的相关性；提出了联合遥感影像数据、ICESat与SRTM数据，监测青藏高原冰川质量变化的方法；研究了青藏高原长江源头东部冰川消融对长江流域水储量的贡献，结果表明，青藏高原东部冰川呈现快速消融，长江流域水储量呈现增加的趋势，两者表现出中度负相关性；整个青藏高原东部冰川消融对长江流域水储量的贡献接近20%，其中唐古拉山为15.35%；利用水文观测站获取的标准化融化因子-NMI接近0.25；长江上游（金沙江）屏山水文站和长江流域大通水文站降水变化基本吻合，其中2003~2010年间均有缓慢增加的趋势；提出长江流域河流表现为季节特性，其水储量变化主要来源于降水，其次为青藏高原冰雪融水的贡献。