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研究揭示亚洲高山区冰湖水位空间格局与变化速率

2025-03-14 青藏高原研究所
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亚洲高山区发育着规模仅次于南极和北极的冰川,其升温速率是全球平均值的两倍多。这使得该区域冰川物质加速消融,冰湖数量与面积显著增加。同时,该地区下游密集分布着人口与基础设施,使其成为全球最易受冰湖溃决洪水影响的地区之一。冰湖溃决洪水发生受冰川-冰湖-环境-坝体等多因素控制,其中冰湖水位变化影响坝体稳定性。冰湖水位的长短期变化均是受水源流入与流出驱动。长期静水压力超限可致坝体破裂,触发冰湖溃决洪水;崩塌、强降水等突发事件引起的水位瞬时激增,则通过涌浪越顶或破坏坝体,引发冰湖溃决洪水。

现场测量可提供精确数据,但存在劳动强度大、资源消耗高等缺点,仅能够覆盖低海拔地区的少数可接近冰湖。遥感技术凭借长时序、广覆盖等优势,成为冰湖监测的有效手段。当前,已有近10年、5年的亚洲高山区冰湖面积研究,但冰湖水位动态监测仍有不足,尤其是该地区冰湖分布范围广、数量多且多为狭窄形状的小型冰湖。

澳门赌场青藏高原研究所联合兰州大学、中南大学、英国利兹大学、奥地利格拉茨技术大学,基于2019年至2023年ICESat-2激光测高与Sentinel-3雷达测高数据以及周期波动模型,测量了亚洲高山区冰湖水位空间格局、年际变化速率和年内波动幅度,并解析了其环境驱动机制。

结果显示,2019年至2023年,亚洲高山区442个冰湖的年际水位变化速率均值为-0.00±0.02m/a,中值为0.00±0.01m/a,整体处于动态平衡。不同区域的冰湖水位变化存在显著差异,尤其是中/东喜马拉雅、天山西北部和念青唐古拉山区域的冰湖水位呈上升趋势,而准噶尔阿拉套、东昆仑山等地区则表现为水位下降。冰湖水位年内波动幅度均值为0.58±0.06m,中值为0.29±0.02m。空间上,中喜马拉雅、天山西北部等区域的水位波动较为剧烈。

分析发现,冰湖水位的年际变化速率受冰湖封闭状态和冰川影响,年内波动幅度受年内降水和地形坡度控制。同时,水位变化显著区域(中/东喜马拉雅、念青唐古拉山和天山西北部)与历史GLOF事件高发区高度重合,凸显水位监测对研究冰湖溃决洪水的重要性。

该研究所获结果能够量化冰川融水对冰湖容积变化的贡献,并为冰湖溃决洪水风险评估与溃决洪水模拟等提供关键输入。同时,研究提出的测量方法有望为全球冰湖水位监测提供技术参考。

相关研究成果以Patterns and change rates of glacial lake water levels across High Mountain Asia为题,发表在《国家科学评论》(National Science Review)上。研究工作得到国家自然科学基金的支持。

论文链接

2019年至2023年亚洲高山区冰湖水位的年际变化速率和年内波动幅度

打印 责任编辑:侯茜

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