冰湖接触型冰川物质平衡估算方法研究

In response to climate change, mountain glaciers around the world have been widely observed to have retreated and thinned rapidly in recent decades, which plays a primary role in the increasing number of glaciers contacted with glacial lake. The interaction between glacial lakes and ice favors the accelerated shrinkage of glaciers, followed by the rapid expansion and level rising of ice-connect lakes, which will increase the breaching risk of glacial lakes. The widely-used method for glacier mass balance monitoring does not contain the interaction between glacial lakes and ice, and could not assess the response of glaciers contacted with glacial lake to climate change precisely. Then we proposed an alternative method to estimate the mass balance of glaciers contacted with glacial lake, under the influence of glacial lakes. Based on the remote sensing information, the mass balance of glaciers was estimated by utilizing the Geodetic Method and Surface Energy/Mass-balance Model, and the annual series of mass balance of Glacier Longbasaba was constructed to discuss the response of glaciers contacted with glacial lake to climate change, under the influence of glacial lake.

在气候变化影响下，全球山地冰川以加速退缩为主要特征，并促进了冰湖接触型冰川数量增加。冰湖和冰川之间能量与物质的交换增加了冰川的退缩速率，并加速冰湖扩张和水位上涨，提高了冰湖溃决风险。目前广泛采用的冰川物质平衡监测方法没有考虑冰湖对冰川的影响，无法准确估算出在冰湖作用影响下冰湖接触型冰川对气候变化的响应。因此，申请项目提出了一种便于广泛推广的冰湖接触型冰川年际物质平衡序列估算方法，在考虑冰湖作用影响的情况下，利用遥感手段，耦合大地测量法和表面能量-物质平衡模型，对冰湖接触型冰川的物质平衡进行估算，以期重建龙巴萨巴冰川的年际物质平衡序列，并探讨冰湖接触型冰川在冰湖作用影响下对气候变化的响应。

在气候变化背景下，冰湖接触型冰川受冰湖影响，表现出了比其他冰川更为剧烈的物质损失。探究冰湖接触型冰川对气候变化的响应机制，以及不同冰川变化组分对冰湖水量的影响，能加深气候变化背景下冰湖接触型冰川变化的认识，为冰湖溃决风险评估和触发机制研究，提供数据支撑与参考。项目以龙巴萨巴冰川为例，提出了一种可广泛使用的冰湖接触型冰川物质平衡估算方法，基于多种数据源，分析和探讨了冰川变化及物质平衡的时空分布特征，以及各组分对冰湖水量的影响。项目主要得到了以下结论。. （1）1988-2018年间，龙巴萨巴冰川面积减少了3.23%，冰川长度减少了16%，冰川平均表面流速为3.60±1.03 cm d-1。冰川减薄速率在1975-2000年为-0.38±0.04 m a-1，到2000-2016年减缓到-0.28±0.04 m a-1。冰川变化呈现剧烈波动特征，且2000年之前的波动幅度和物质损失速率高于最近18年。. （2）在冰川变化各组分中，冰川减薄导致的物质损失对冰湖进水量的贡献率达到71%，23%的冰湖进水量由冰川末端退缩所贡献，冰川流动仅贡献6%。在1988-2000年和2000-2018年的两个研究时期内，冰川减薄的贡献率减少，而冰川末端退缩贡献率增加明显，冰川流动贡献率表现为轻微升高。. （3）过去30年中，龙巴萨巴冰川表明主要表现为消融，且其变化趋势与气温和降水近似。年均气温每升温1℃，冰川表面消融量增加0.22 m w.e. a-1；而降水每增加100 mm，冰川表面物质积累增加0.24 m w.e. a-1。冰川表面消融主要发生在6-9月份，且5750-5850高度带内的物质消融最为强烈；冰川表面积累主要发生在3-5月份，且6400-6600高度带内的物质积累最为明显。. （4）1988-2018年龙巴萨巴冰川物质平衡序列表明，冰川物质损失呈减缓趋势，年均物质损失速率0.011±0.001 km3 a-1，年平均物质平衡表现为-0.38±0.03 m w.e. a-1。冰川物质平衡主要受表面消融特征影响。. 项目通过揭示冰湖接触型冰川对气候变化的响应机制，以及其变化对冰湖的影响，为精确评估山地冰川对气候变化的响应提供了理论依据，同时为冰湖溃决风险评估及触发机制研究提供了数据支撑和理论参考。