青藏高原不同气候区典型冰川动态变化的SAR探测研究及区域特征分析

The glaciers on the Qinghai-Tibet Plateau are the most widely distributed in the low and middle latitudes. The glacier change and its influence are becoming more and more significant and widespread attention. Therefore, accurate knowledge of the dynamics of different types, size of glacier change becomes the focus of researchers. However, due to the sparse measured data of Qinghai-Tibet Plateau glacier and the detection of the glacier dynamic change by optical remote sensing is limited likely by torrential rains, dense mist, clouds and light conditions, it is difficult to fully utilize existing technology to accurately estimate the changes discipline and regional differences of glaciers in the Qinghai-Tibet Plateau. Therefore, this research uses the Synthetic Aperture Radar (SAR), with 'all-weather' and 'all-time' capabilities, to detect the glacier's state and establishes the methods of detection of glacier change parameters integrating application phase, intensity and polarization information of SAR. These methods are used to obtain the motion, glacier area, thickness change, the glacier terminal position, the equilibrium line position, and so on. We choose the typical glaciers influencing by westerly and monsoon in Qinghai-Tibet Plateau as the study areas and use the SAR data of the study areas in recent 20 years to research the glacier dynamic change rule and regional difference of the different types and size under the unified technical system, thus clarifying the characteristics of the glacier change in different climate zones of the Qinghai-Tibet Plateau. This study could provide the theoretical basis and data support to further reveal the glacier system response to climate process and mechanism.

青藏高原作为全球中低纬度冰川分布最广的地区，其冰川变化及其影响日益显著并受到广泛关注。准确、全面的掌握不同气候区/不同规模冰川动态变化情况成为研究关注的热点。由于冰川实测资料稀缺以及光学遥感方法易受云、雪影响，使得仅能利用少数的参数在长时间尺度上对冰川变化进行分析。因此，利用现有技术手段很难准确掌握青藏高原冰川变化规律及区域特征。本项目采用可全天时、全天候探测的SAR数据，综合应用SAR相位/强度信息和极化信息，建立SAR探测冰川变化参数的方法集，以青藏高原西风和季风影响区域的典型冰川为研究区，通过收集研究区近20多年来的SAR数据，在统一的技术体系下，对不同气候区/不同规模冰川的运动速度、冰川面积、厚度变化、冰量变化、末端位置、平衡线位置等动态变化的规律及区域特征进行研究，从而阐明青藏高原不同气候区的冰川变化特征。为进一步揭示冰川系统对气候的响应过程和机理提供理论基础和数据支持。

青藏高原作为全球中低纬度山地冰川分布最广的地区，对其冰川变化参数的有效提取及变化状况的准确评估，对研究青藏高原山地冰川变化现状及其影响具有重要的科学意义。本项目重点围绕山地冰川的动态变化参数提取方法及其变化规律分析开展相关研究，建立了基于SAR和光学遥感数据的山地冰川动态变化参数提取方法集，并对青藏高原不同气候区的典型冰川变化规律及特征进行了分析。重点围绕能敏锐反映山地冰川变化状态的冰川物质量变化和冰川运动速度两个参数开展了深入研究工作，分别建立了青藏高原不同气候区近30年来典型冰川区物质量变化数据集和青藏高原东南区域典型冰川区20多年来连续的冰川运动速度数据集。项目通过建立的冰川动态变化参数提取方法集可准确有效的提取山地冰川动态变化参数，基于提取的冰川动态变化参数，能准确掌握青藏高原不同气候区的山地冰川20多年来变化规律及区域特征。项目研究结果表明：青藏高原不同气候区的典型冰川区的动态变化呈现出比较大的区域性差异，西风带影响区域的冰川较为稳定，印度洋季风影响区的冰川变化较为强烈，而处于西风带和季风共同影响区的冰川变化呈现出增加的趋势；对气候变化更为敏感的藏东南海洋型冰川20多年来运动速度总体呈下降趋势，而区域内的温度是持续增加的趋势，降水量为持续下降的趋势，温度的增加没有使冰川运动速度的增加，也说明该区域的冰川物质量损耗比较严重。项目所建立的方法集和不同气候区冰川变化长时间序列的数据集可以为青藏高原山地冰川第二次科学考察和其他的相关研究提供方法和数据的支持，具有重要的科学意义。