基于多源遥感观测的祁连山冰川高程与雪线高度变化集成研究

The temperature in Qilian mountains have increased prominently since the end of 1980s, glaciers in this area were in retreating state, shrinking speed in eastern and middle Qilian mountains was faster than in western area, ecologic environment, industrial and agricultural production were influenced greatly. The research based on remote sensing images was mostly focused on glacier area variation in the past. In order to evaluate glacier variation’s effects on water resource, glacier elevation change need to be researched. TerraSAR-X/TanDEM-X images and differential interferogram technology was used to study the temporal and spatial variation of glacier elevation in this projection. Snow line altitude variation is the direct response to glacier storage change, its temporal and spatial variation will be studied by optical images and eye interpretation method. Typical glaciers elevation will be surveyed in the field by Real Time Kinematic Differential GPS, the calculated elevation change values combined with glacier mass balance data were used to validate the results obained from remote sensing images. Collect the temperature and precipitation data observed by weather stations in Qilian mountains and its surrounding, analyze the climate change in this area and its efffect on glacier variation, put forward the strategy of adapting to climate and glacier change.

自20世纪80年代末以来，祁连山区域气温升高显著，冰川处于退缩状态，中东部的退缩速率大于西部，对河西走廊和柴达木盆地的生态环境与工农业产生了重要影响。以往侧重于利用遥感影像观测冰川面积变化，然而评估冰川变化对水资源的影响需要进一步研究高程变化。本项目借助TerraSAR-X/TanDEM-X微波影像资料与差分干涉技术，研究祁连山冰川高程时空变化特征。雪线高度变化是冰川储量变化的直接反应，本项目借助光学影像资料研究祁连山雪线高度时空变化特征。利用实时动态差分GPS对典型冰川进行高程测量，结合物质平衡观测资料，验证遥感观测结果。利用祁连山及周边地区气象站点的气温和降水数据，分析祁连山区域气候变化特征及其对冰川变化的影响，提出适应气候与冰川变化的对策。

祁连山冰川是河西走廊和柴达木盆地重要的水资源，该区域气候呈现暖湿化趋势。本文利用TerraSAR-X/TanDEM-X遥感影像，SRTM DEM地形数据和差分干涉技术，研究了祁连山冰川高程变化，并进行了野外监测验证。利用Landsat TM/ETM+/8 OLI、Sentinel 2 与ASTER遥感影像和目视解译的方法，研究了祁连山雪线高度变化。并分析了冰川与气候变化的相互关系。.本文的主要结论是：.1..祁连山2000-2014年冰川高程变化平均速率为（-0.42±0.06） m/年。.2..2000-2014年期间，祁连山东段冰川高程变化平均速率为（-0.64±0.06） m/年，祁连山中段冰川高程变化平均速率为（-0.47±0.06） m/年，祁连山西段冰川高程变化平均速率为（-0.35±0.06） m/年。祁连山东段冰川高程降低速率大于中段，中段冰川高程降低速率大于西段。同时期，祁连山东段夏季气温增温速率大于中段，中段增温速率大于西段；祁连山东段年降雨量增加率小于中段和西段。冰川与气候变化相互关联。.3..祁连山中段北部区域冰川高程变化平均速率为（-0.51±0.06） m/年，南部区域冰川高程变化平均速率为（-0.44±0.06） m/年。祁连山中段北部区域冰川高程降低速率大于南部区域。北部区域有与南部区域较大的夏季气温增温速率和较小的年降雨量增加率。.4..祁连山西段北部区域冰川高程变化平均速率为（-0.29±0.06） m/年，南部区域冰川高程变化平均速率为（-0.40±0.06） m/年。祁连山西段北部区域冰川高程降低速率低于南部区域。南部区域有与北部区域较大的夏季气温增温速率和相当的年降雨量增加率。.5..祁连山西段北部区域雪线高度年升高率为3.89 m/年，南部区域雪线高度升高率为5.99 m/年，南部区域雪线高度升高速率大于北部区域。祁连山中段疏勒南山东段冰川雪线高度升高率为11.2 m/年，西段雪线高度升高率为8.25 m /年，东段雪线高度升高率大于西段。祁连山中段雪线高度升高率大于西段，与冰川高程变化的空间差异性一致。