喀喇昆仑冰川夏季反照率的时空变化及其原因

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冰川表面吸收的太阳辐射能量由表面反照率确定。因此反照率在调节冰川的热量平衡中扮演了重要角色。由于全球气候变化,全世界的冰川和冰帽的物质损失速率持续加快。山岳冰川虽然大约占地球总冰量3%,冰川融化对海平面上升有重要贡献。全球范围内冰川变化将对气候和海平面产生影响,因此定量监测冰川变化对了解气候变化具有重要的指导意义。太阳辐射是最主要的热量来源,是冰川退缩的主要原因。最近的研究表明,喀喇昆仑山脉的冰川因气候变化和人为活动而融化,部分人为活动使冰川变黑,也成为冰川退缩的原因之一。当反照率减小时,冰川的表面融化极有可能发生。过去的数项研究估算了世界各地冰川表面反照率的时空变化,但是很少有研究关注喀喇昆仑山区冰川的反照率变化。因此有必要了解整个喀喇昆仑地区的地表反照率(估算冰川表面融化的必要条件)的时空变化。本文首次全面研究并讨论了该地区和整个巴基斯坦喀喇昆仑冰川地区主要冰川的夏季反照率的变化情况。本研究的主要目的是评估巴基斯坦喀喇昆仑山冰川在2000-2018年夏季(6月,7月和8月)地表反照率的时空变化。使用中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据估算冰川表面反照率。并结合了MODIS Terra和Aqua的反照率产品,以减少云量的影响进而提高冰川表面反照率的估算精度。结果表明,整个喀喇昆仑冰川地区夏季反照率的年均减少量约为0.041%。近年来,反照率的下降速率加快,年下降率约为0.45%。详细讨论了研究区内五个冰川区的冰川反照率的变化。在所研究的27个冰川中,Siachen冰川夏季反照率的时空变化最大。2000年至2018年,Siachen冰川表明反照率变化呈负趋势,平均每年下降0.25%。2000-2009年,Siachen冰川表面反照率略有下降的趋势,而在2010-2018年观测到了急剧下降的趋势。在2000-2018年期间,Siachen冰川反照率的变化相对于整体的喀喇昆仑山区的反照率变化约有76.7%的像素呈现出反照率的降低,其中只有18.4%的像素呈现出反照率的增加,只有4.9%的像素反照率没有变化。对反照率与高程进行比对比分析发现,较高的海拔区域观测到的夏季反照率的平均值高于较低的海拔区域。详细讨论了研究区内其他的大型冰川反照率的变化(Baltoro,Biafo,Hispar and Panmah冰川),发现在2000-2018年期间,所有冰川的夏季平均反照率都呈现出下降趋势。喀喇昆仑山脉的西北部的反照率呈下降趋势,平均下降了约0.23%。导致该地区反照率降低的因素有人为活动和气候变化引起的吸光颗粒等。反照率与温度呈强负相关,与降水呈强正相关。尽管在喀喇昆仑地区反照率的平均值下降幅度不是很明显,但是2010-2018的下降趋势加快。因此需要更精确的研究来了解该地区近几年来反照率下降速率加快的原因。
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