【摘 要】
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冰川被称为气候变化的指示器,在全球气候变暖的大背景下,山地冰川发生着巨大的变化。冰川表面温度强烈影响冰川消融,对冰川表面的热物理过程非常敏感。冰川表面温度被广泛用于冰川物质平衡模型、冰川动力学模型和表碛覆盖模拟,表征着气候条件和冰川表面属性的长期动态变化。时至今日,大量基于特定传感器的反演算法可用于表面温度研究,主要包括单通道算法、劈窗算法和多通道算法三大类。目前,针对普通地表温度、海洋表面温度和
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所)
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冰川被称为气候变化的指示器,在全球气候变暖的大背景下,山地冰川发生着巨大的变化。冰川表面温度强烈影响冰川消融,对冰川表面的热物理过程非常敏感。冰川表面温度被广泛用于冰川物质平衡模型、冰川动力学模型和表碛覆盖模拟,表征着气候条件和冰川表面属性的长期动态变化。时至今日,大量基于特定传感器的反演算法可用于表面温度研究,主要包括单通道算法、劈窗算法和多通道算法三大类。目前,针对普通地表温度、海洋表面温度和湖面温度已经展开了大量的研究,而有关山地冰川表面温度时空变化的研究较少,已有的研究多主要集中在两极地区。为了填补这一领域的研究短板,本研究采用Landsat8 TIRS Band10数据和Landsat5 TM Band6的热红外波段数据（总计99景无云影像）,结合地表比辐射率、大气有效平均温度和大气透过率三个关键参数,利用单通道算法反演了贡嘎山地区1990—2018年间冰川表面温度,分析了典型表碛覆盖型冰川表面温度的时空变化（包括季节变化和年际变化）特征。同时,基于冰川表面温度反演结果,本研究进一步模拟了贡嘎山地区冰川表碛厚度,研究了1990—2019年间冰川表碛覆盖范围和表碛厚度的变化。本研究的主要结论包括如下几个方面:（1）贡嘎山所有冰川表面温度都随海拔高度升高而降低,其中:海螺沟冰川温度递减率约为-6.1℃/1000 m,略低于气温的垂直递减率（-6.5℃/1000 m）;磨子沟冰川温度递减率约为-7.2℃/1000 m;燕子沟冰川温度递减率约为-10.3℃/1000 m;南门关沟冰川温度递减率约为-10.6℃/1000 m;大贡巴冰川温度递减率为-11.4℃/1000 m;小贡巴冰川温度递减率约为-12.2℃/1000 m,均高于气温垂直递减率。（2）贡嘎山地区典型冰川表面温度均呈现季节性变化,夏季的冰川表面温度高于冬季。1990—2018年间,贡嘎山地区典型冰川表现出季节性的波动并有不同程度的上升趋势,海螺沟冰川和磨子沟冰川上升趋势相对比较明显。在各典型冰川范围内,表碛覆盖区平均温度高于非表碛覆盖区平均温度,海螺沟冰川和磨子沟冰川表碛覆盖区与非表碛覆盖区平均温度呈上升趋势。各冰川的冰面温度0℃等温线海拔没有明显的变化趋势,但其高度在4000至5000 m内浮动。（3）冰川表碛覆盖与表面污化、地形和气候是冰川表面温度时空变化的主要影响因素。1990-2019年间,贡嘎山地区冰川表碛总新增面积达43.824 km~2,其中:海螺沟冰川2.606 km~2,磨子沟冰川1.959 km~2,燕子沟冰川1.243 km~2,大贡巴冰川0.896 km~2,小贡巴冰川0.509 km~2,南门关沟冰川2.264 km~2。海螺沟冰川、磨子沟冰川、燕子沟冰川、大贡巴冰川、小贡巴冰川和南门关沟冰川表碛平均增厚分别达5.2 cm、3.1 cm、3.7 cm、6.8 cm、7.3 cm和13.1 cm。西坡冰川表碛覆盖度高,表碛覆盖年均增长率低,冰川末端退缩量小;东坡冰川表碛覆盖年均增长率高,但表碛覆盖度总体低于西坡,冰川末端退缩量大。
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