第三极地区冰川补给湖与非冰川补给湖变化差异特征研究

Lake changes in the Tibetan Plateau have been reported, especially those lakes of large size. However, few collective studies have been conducted about the differences of glacier-fed and non-glacier-fed lakes at the extensive scale covering all lakes in the Third Pole region. In this project, we propose to study the changes of lakes in 1970, 1990, 2000, 2010 and 2015 in the Third Pole using Landsat data. In particular, we want to compare the differences of lake changes of glacier-fed including supra-glacial, pro-glacial lakes connected/disconnected with glaciers and non-glacier-fed ones. The regional differences of lake number, area and lake level changes in the 12 great basins and entire study area will also be examined. In additional, the lake changes related with distance between glaciers (with the new released glacier inventory of China) and lakes and altitude dependences will be further studied. The lake changes in response to climate changes will be analyzed with station-based meteorological data and glacier mass-balance from previous studies. The proposed study will provide a lake inventory in the Third Pole region, and reveal the different evolution pattern of glacier-fed and non-glacier-fed lakes since 1970s. The study will provide an important database for further examining the reason of lake fast extension in the recent decades and contribution fraction of glacier to lake changes.

目前对青藏高原湖泊（包括冰湖）的变化已有一些研究，然而对整个第三极地区冰川补给湖和非冰川补给湖的变化和时空差异特征仍较少进行综合对比研究。本项目拟利用1970、1990、 2000、2010和2015年 Landsat数据及野外观测，对第三极地区冰川补给湖，包括有冰川融水补给的面积较大的湖泊和冰湖（冰面湖、表碛湖、冰前湖）和非冰川融水补给湖，对其数量与面积及其变化（含新出现与消失湖泊）进行详细的研究。同时，将研究区划分为12个大的流域，对不同流域湖泊的数量、面积与水位变化进行对比。结合第二次冰川编目数据，对冰湖变化随冰川距离远近，及海拔梯度变化特征进行分析。最后，对冰川补给湖变化与前人的冰川物质平衡变化进行对比，研究区域变化的异同。结合气象数据分析湖泊变化对气候变化的响应。此项目的开展，对全面了解和掌握第三极地区湖泊状态、进一步研究湖泊扩张原因、及第三极地区水资源变化评估都具有重要的意义。

第三极地区过去40多年来冰川补给湖与非冰川补给湖时空演化差异及其对气候变化的响应研究是全面掌握湖泊变化特征与水量平衡研究的基础。研究围绕：第三极地区冰湖编目及其对气候与冰冻圈变化的响应；高亚洲高原湖泊变化对比及对气候变化的响应研究；青藏高原湖泊水量变化与水量平衡；青藏高原过去50多年来湖泊面积演化特征等开展了一系列研究。取得的重要结果有:1)完成了第三极地区1990、2000和2010年湖泊编目。2010年第三极地区大于0.0036平方公里的冰湖有5701个，总面积约680平方公里。在1990-2010年冰湖数量与面积都呈增加趋势，尤其是最后10年。冰川消融增强是冰湖扩张的主要原因。2)通过对高亚洲两大高原，即青藏高原和蒙古高原，湖泊面积对比研究发现两个高原湖泊变化呈现相反的模式；时间拐点发生在1997/1998年；青藏高原暖-湿的气候和蒙古高原暖-干的气候，是导致过去40多年来两个高原湖泊变化呈现完全不同模式的主要原因。3)结合遥感、测高、大地测量等数据，对青藏高原过去40多年来（1970s−2015年）每年湖泊面积、水位、水量的估算，发现青藏高原湖泊面积、水位与水量变化相似、并同时经历了三个阶段，即1970s-1995年间略有减少、1996-2010年间快速增加、近几年来（2011-2015年）增速减缓。降水对湖泊水量增加贡献占主体(74%)，其次为冰川消融(13%)与冻土退化(12%)，雪水当量贡献较少(1%)。4)整个青藏高原近50年（1970s−2018）共12期湖泊观测数据显示，青藏高原湖泊数量从1970年代的1080个增加到2018年的1424个。相应地，湖泊总面积从1970年代的4万平方公里增加到2018年的5万平方公里。青藏高原湖泊并非持续单调地增加，在1970s-1995年间，大部分湖泊呈现萎缩状态；但在1995年之后，除2015年受厄尔尼诺事件的影响导致湖泊数量和面积减少外，湖泊的数量和面积总体呈现出持续增加趋势。流域尺度上，除雅鲁藏布江流域外，均在扩张。