1960—2020年高加索山地冰川变化研究

doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2022.0085

冰川冻土 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (3): 885-899.doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2022.0085

1960—2020年高加索山地冰川变化研究

侯姗姗¹^,²(), 王宁练¹^,²^,³(), 李志杰¹^,²

^1.陕西省地表系统与环境承载力重点实验室，陕西西安 710127
^2.西北大学城市与环境学院地表系统与灾害研究院，陕西西安 710127
^3.中国科学院青藏高原研究所，北京 100101

收稿日期:2022-03-23 修回日期:2022-05-21 出版日期:2022-06-25 发布日期:2022-08-27
通讯作者: 王宁练 E-mail:sshou341@163.com;nlwang@nwu.edu.cn
作者简介:侯姗姗，硕士研究生，主要从事冰川变化与气候变化研究. E-mail： sshou341@163.com
基金资助:
中国科学院战略性先导科技专项(XDA20060201);国家自然科学基金项目(42130516)

Glacier variations in the Caucasus Mountains from 1960 to 2020

Shanshan HOU¹^,²(), Ninglian WANG¹^,²^,³(), Zhijie LI¹^,²

^1.Shaanxi Key Laboratory of Earth Surface System and Environmental Carrying Capacity, Xi’an 710127, China
^2.Institute of Earth Surface System and Hazards, College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi’an 710127, China
^3.Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China

Received:2022-03-23 Revised:2022-05-21 Online:2022-06-25 Published:2022-08-27
Contact: Ninglian WANG E-mail:sshou341@163.com;nlwang@nwu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

冰川融水是高加索重要的淡水资源，对区域农业灌溉、水利发电等具有重要意义。本文基于Landsat影像和Sentinel-1影像对的相干系数图，结合GLIMS冰川编目以及WGMS冰川物质平衡资料，研究了1960—2020年高加索山地冰川变化的时空格局。研究结果表明，2020年高加索山共分布有冰川1 912条，总面积（1 087.36±66.44） km²。1960—2020年冰川面积共计萎缩（587.36±98.66） km²［（35.07±5.89）%］，年均萎缩率达到（0.58±0.10）%·a^-1。1960—1986年、1986—2000年、2000—2020年高加索冰川的面积萎缩率分别为（0.44±0.20）%·a^-1、（0.66±0.77）%·a^-1和（0.96±0.31）%·a^-1，表明近60年以来高加索冰川处于加速退缩状态。对物质平衡资料的分析结果显示，近60年来高加索山脉的Djankuat和Garabashi冰川均处于强烈的负平衡状态，并在2000年后物质亏损明显加速。对气候资料的分析结果则表明气温的加速上升是近几十年来高加索山地冰川加速退缩的主要原因。

关键词: 高加索山脉, 冰川变化, 物质平衡, 气候变化

Abstract:

Glacial meltwater is an important freshwater resource in the Caucasus and is important for regional irrigation and hydroelectricity generation. This paper analyses the spatial and temporal patterns of glacier change in the Caucasus Mountains from 1960 to 2020 based on Landsat images， coherence images from Sentinel-1 image pairs， GLIMS glacier inventory and WGMS glacier mass balance data. The results of the study show that in 2020 there were 1912 glaciers in the Caucasus Mountains， with a total area of （1 087.36±66.44） km². The total glacier area shrank by （587.36±98.66） km² （35.07±5.89%） between 1960 and 2020， with an average annual shrinkage rate of （0.58±0.10%）·a^-1. The area shrinkage rates of Caucasian glaciers for 1960—1986， 1986—2000 and 2000—2020 are （0.44±0.20%）·a^-1，（0.66±0.77%）·a^-1 and （0.96±0.31%）·a^-1， respectively， indicating that Caucasian glaciers in a state of accelerated retreat over the last 60 years. Analysis of mass balance information shows that both the Djankuat and Garabashi glaciers in the Caucasus have been in a strong negative equilibrium for nearly 60 years， with a significant acceleration of mass deficit after 2000. Analysis of climate data suggests that the strong warming is the main reason for the accelerated retreat of glaciers in the Caucasus mountains in recent decades.

Key words: Caucasus Mountains, glacier changes, mass balance, climate change

中图分类号:

P343.6

侯姗姗, 王宁练, 李志杰. 1960—2020年高加索山地冰川变化研究[J]. 冰川冻土, 2022, 44(3): 885-899.

Shanshan HOU, Ninglian WANG, Zhijie LI. Glacier variations in the Caucasus Mountains from 1960 to 2020[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2022, 44(3): 885-899.

图/表 18

图1

图2

表1

表2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

表3

图11

图12

图13

附表1

Landsat影像列表"

影像ID	行号	列号	获取日期	分辨率	主辅影像
LC81670312019233LGN00	167	031	2019-08-21	15 m	主
LC81680312017250LGN00	168	031	2017-09-07	15 m	辅
LC81680312018205LGN00	168	031	2018-07-24	15 m	辅
LC81680312020243LGN00	168	031	2020-08-30	15 m	辅
LC81680312021245LGN00	168	031	2021-09-01	15 m	主
LC81690312015252LGN00	169	031	2015-09-09	15 m	辅
LC81690312017257LGN00	169	031	2017-09-14	15 m	主
LC81690312020250LGN00	169	031	2020-09-06	15 m	辅
LC81690312021220LGN00	169	031	2021-08-07	15 m	辅
LC81700302015227LGN00	170	030	2015-08-15	15 m	辅
LC81700302020241LGN00	170	030	2020-08-28	15 m	辅
LC81700302020257LGN00	170	030	2020-09-13	15 m	主
LC81710302020232LGN00	171	030	2020-08-19	15 m	辅
LC81710302020248LGN00	171	030	2020-09-04	15 m	辅
LC81710302020264LGN00	171	030	2020-09-20	15 m	主
LC81720302020239LGN00	172	030	2020-08-26	15 m	主
LC81720302020255LGN00	172	030	2020-09-11	15 m	辅
LC81720302020271LGN00	172	030	2020-09-27	15 m	辅
LC81730302016235LGN00	173	030	2016-08-22	15 m	辅
LC81730302017269LGN00	173	030	2017-09-26	15 m	辅
LC81730302020230LGN00	173	030	2020-08-17	15 m	主
LT51680311995254RSA01	168	031	1995-09-11	30 m	主
LT51690311995245RSA00	169	031	1995-09-02	30 m	主
LT51690311998237RSA03	169	031	1998-08-25	30 m	辅
LT51690312000227XXX02	169	031	2000-08-14	30 m	辅
LT51700301994249RSA01	170	030	1994-09-06	30 m	主
LT51700301998260BIK00	170	030	1998-09-17	30 m	辅
LT51700302000202RSA00	170	030	2000-07-20	30 m	辅
LE71710301999230EDC00	171	030	1999-08-18	15 m	辅
LT51710301988240RSA00	171	030	1988-08-27	30 m	辅
LT51710301995227RSA01	171	030	1995-08-15	30 m	辅
LT51710301995259RSA01	171	030	1995-09-16	30 m	主
LT51710301996246RSA00	171	030	1996-09-02	30 m	辅
LT51710302000209RSA01	171	030	2000-07-27	30 m	辅
LT51720301998226XXX01	172	030	1998-08-14	30 m	辅
LT51720301998242XXX01	172	030	1998-08-30	30 m	辅
LT51720301998258AAA01	172	030	1998-09-15	30 m	主
LT51720301999229XXX03	172	030	1999-08-17	30 m	辅
LT51720301999261FUI00	172	030	1999-09-18	30 m	辅
LT51720302000264XXX02	172	030	2000-09-20	30 m	辅
LT51720302001218RSA01	172	030	2001-08-06	30 m	辅
LT51730301998233RSA05	173	030	1998-08-21	30 m	辅
LT51730301998265RSA03	173	030	1998-09-22	30 m	主

附表1

附表2

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时间	冰川面积/km²	时段	变化量/km²	变化率/%	年均变化率/（%·a^-1）
1960年	1 674.72±70.11	—	—	—	—
1986年	1 481.21±63.83	1960—1986年	-193.51±85.54	-11.55±5.11	-0.44±0.20
2000年	1 345.01±138.37	1986—2000年	-136.20±159.40	-9.19±10.76	-0.66±0.77
2020年	1 087.36±66.44	2000—2020年	-257.66±82.18	-19.16±6.11	-0.96±0.31
总计	—	1960—2020年	-587.36±98.66	-35.07±5.89	-0.58±0.10

	RGI 6.0	Tielidze等^［18］（2000年）	本研究（2000年）
数据来源	Landsat	Landsat	Landsat
解译方法	自动提取，人工修正	目视解译	目视解译
最小冰川面积/km²	0.01	0.007	0.01
冰川数量/条	1 637	2 186	2 038
冰川面积/km²	1 255.61	1 381.55	1 345.03

研究者	研究区域	研究时段	冰川面积*/km²	年均萎缩率/（%·a^-1）
Bolch等^［43］	加拿大西部	1985—2005年	30 063	0.55±0.19
王凯^［44］	阿尔卑斯	1984—2013年	3 236.28	0.91
王圣杰等^［45］	天山	1960—2009年	—	0.31
He等^［46］	祁连山	1960s—2015年	1 936.17	0.47
姚晓军等^［47］	阿尔泰	1960—2009年	283.39	0.75
Li等^［36］	帕米尔高原	2000—2017年	10 520	0.07±0.05
Brahmbhatt^［48］	喀喇昆仑	1977—2013年	7 895	0.00
Cao^［49］	西昆仑	1972—2018年	2 965.4	0.01
冀琴^［50］	喜马拉雅	1990—2015年	23 229.27	0.44
邱宝刚^［51］	念青唐古拉	1980—2016年	9 237.78	0.30
本研究	高加索	1960—2020年	1 674.72±70.11	0.58±0.10

影像编号	极化方式	成像时间
S1B_IW_SLC__1SDV_20190815T150154_20190815T150227_017598_0211B1_B8AB	VV+VH	2019-08-15
S1B_IW_SLC__1SDV_20190827T150154_20190827T150228_017773_02172D_4E8D	VV+VH	2019-08-27
S1B_IW_SLC__1SDV_20200902T150201_20200902T150234_023198_02C0DB_5C4F	VV+VH	2020-09-02
S1B_IW_SLC__1SDV_20200914T150201_20200914T150235_023373_02C658_C8F2	VV+VH	2020-09-14
S1A_IW_SLC__1SDV_20200902T030826_20200902T030853_034174_03F840_683E	VV+VH	2020-09-02
S1A_IW_SLC__1SDV_20200914T030826_20200914T030853_034349_03FE62_D14D	VV+VH	2020-09-14

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1960—2020年高加索山地冰川变化研究

Glacier variations in the Caucasus Mountains from 1960 to 2020

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