冰川冻土, 2020, 42(2): 318-331 doi: 10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0035

冰冻圈与全球变化

2008 - 2014年青冰滩72号冰川物质平衡特征分析

车彦军,1,2, 张明军,1, 李忠勤1,3, 金爽3, 王文彬3, 王圣杰1

1.西北师范大学 地理与环境科学学院，甘肃 兰州 730070

2.宜春学院 地理科学系，江西 宜春 336000

3.中国科学院 西北生态环境资源研究院 冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站，甘肃 兰州 730000

Understanding the mass balance characteristics of Qingbingtan Glacier No. 72 during the period of 2008 - 2014

CHE Yanjun,1,2, ZHANG Mingjun,1, LI Zhongqin1,3, JIN Shuang3, WANG Wenbin3, WANG Shengjie1

1.College of Geography and Environmental Science，Northwest Normal University，Lanzhou 730070，China

2.Department of Geography，Yichun University，Yichun 336000，Jiangxi，China

3.Tianshan Glaciological Station，State Key Laboratory of Cryospheric Science，Northwest Institute of Eco-Environment and Resources，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou 730000，China

通讯作者: 张明军， 教授， 从事冰川与环境演变、 气候变化与水文过程研究. E-mail： mjzhang2004@163.com.

编委: 周成林

收稿日期: 2018-06-11   修回日期: 2019-03-16  

基金资助: 国家重大科学计划研究项目.  2013CBA01801
国家自然科学基金项目.  41461003.  41771077
中国清洁发展机制基金赠款项目.  2014105
宜春学院博士科研基金.  113-3350100050
科技部科技基础性工作专项.  2013FY111400

Received: 2018-06-11   Revised: 2019-03-16  

作者简介 About authors

车彦军（1988-），男，甘肃武山人，2017年在西北师范大学获得博士学位，从事全球变化与水循环过程、冰川与气候作用机理研究.E-mail：che_yanjun@126.com , E-mail：che_yanjun@126.com

摘要

物质平衡是冰川与气候相互作用的关键桥梁， 对气候变化非常敏感。基于青冰滩72号冰川2008 - 2014年冰面花杆和雪坑的观测资料， 结合Landsat系列卫星影像， 利用零平衡线法对青冰滩72号冰川的物质平衡进行计算和分析。结果表明： 青冰滩72号冰川2008 - 2014年平均物质平衡梯度为（0.86 ± 0.19） m w.e.⋅（100m）-1； 平衡线高度在（4 109 ± 23） ~ （4 317 ± 92） m a.s.l.之间变化， 平均为（4 167.5 ± 33.2） m a.s.l。同时， 青冰滩72号冰川年净物质平衡介于-1.23 m w.e. ~ +0.31 m w.e.， 年平均为-0.38 m w.e.， 累积物质平衡为-2.27 m w.e.。此外， 与位于天山地区图尤克苏冰川、 乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度和累积物质平衡的比较发现， 青冰滩72号冰川平衡线高度和物质平衡的变化与图尤克苏冰川相似， 而与乌鲁木齐河源1号冰川的差异相对较大。

关键词： 物质平衡 ; 青冰滩72号冰川 ; 平衡线高度（ELA） ; 托木尔峰地区 ; 天山

Abstract

The glacier is sensitive to climate change， thus is widely used to understand the relationship between glacier and climate. In this paper， the mass balance of Qingbingtan Glacier No.72 was calculated based on the in situ data of stakes and pits from 2008 to 2014， combining with Landsat TM/ETM+/OLI images. Meanwhile， the method of Zero Equilibrium Line was used to calculate mass balance for entire glacier. The results indicated that mean gradient of mass balance with elevation was （0.86 ± 0.19） m w.e.·（100m）-1 during the study period. The mean equilibrium line altitude （ELA） was at （4 167.5 ± 33.2） m a.s.l.， which ranged from （4 317 ± 92） m a.s.l. to （4 109 ± 23） m a.s.l. during the period of 2008 - 2014. The mean annual mass balance was -0.38 m w.e， ranging from -1.23 m w.e. to +0.31 m w.e. During the study period， accumulative mass balance was -2.27 m w.e. from 2008 to 2014. In addition， based on the comparison glacier mass balances among Qingbingtan Glacier No.72， Tuyuksuyskiy Glacier and Urumqi Glacier No.1， we found that the changes in ELA and mass balance of Qingbingtan Glacier No.72 were similar to that of Tuyuksuyskiy Glacier， respectively. However， there was significant discrepancy in terms of the changes in ELA and mass balance between Qingbingtan Glacier No.72 and Urumqi Glacier No.1.

Keywords： mass balance ; Qingbingtan Glacier No.72 ; equilibrium line altitude （ELA） ; Tomur Mountains ; Tianshan Mountains

PDF (7056KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

车彦军, 张明军, 李忠勤, 金爽, 王文彬, 王圣杰. 2008 - 2014年青冰滩72号冰川物质平衡特征分析[J]. 冰川冻土, 2020, 42(2): 318-331 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0035

CHE Yanjun, ZHANG Mingjun, LI Zhongqin, JIN Shuang, WANG Wenbin, WANG Shengjie. Understanding the mass balance characteristics of Qingbingtan Glacier No. 72 during the period of 2008 - 2014[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2020, 42(2): 318-331 doi:10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0035

0 引言

冰川作为气候产物， 是气候变化良好的天然指示器［1］。地球表面， 冰川分布面积只占到全球面积的10% ~ 11%， 却储存着地球上大约70%的淡水资源［2-3］。相关研究表明［4］， 如果全球冰川全部融化， 将导致海平面上升超过60 m， 部分岛屿、 沿海城市及低海拔地区将被海水淹没。而对现代冰川维持、 水文过程以及气候变化响应的研究， 最直接有效的方式是冰川物质平衡研究［5-6］。冰川物质平衡是反映冰川变化的一个重要指标， 通常是指冰川上物质的收入与支出之间的关系（Mass balance）［7］。这里所说的物质是指固态水体， 不包括岩石碎屑、 灰尘或者其他的物质。在时间上， 能够瞬间响应局地或全球气候变化， 但冰川末端对气候响应存在一定时间间隔， 通常具有一定时间的滞后［1，8-10］。

天山地区是国内外冰川学研究的热点区域之一， 而其冰川物质平衡与气候作用关系一直是研究的关键问题。Aizen等［11］基于Inylchek冰川的观测资料， 对托木尔峰 - 汗腾格里地区的冰川、 气象以及大气环流特征等进行了系统的阐述。Cao［12］基于WGMS发布的天山地区Tuyuksu、 Karabatkak以及乌源1号冰川的物质平衡数据， 发现天山地区的冰川物质平衡发生突变的时间在1970年， 发生变化的主要原因是夏季气温的增加和降雪的减少。Yao等［13-14］认为高亚洲冰川消融的峰值并不都出现在同一时间， 而是出现在不同的季节， 并伴随不同的消融模式。Farinotti等［15］在地面观测资料基础上， 结合遥感数据和数值模拟对中亚天山过去50年冰川物质平衡进行了研究， 但中国境内只用了乌鲁木齐河源1号冰川的数据。乌鲁木齐河源1号冰川作为中国天山地区的代表冰川， 长期以来， 取得了丰硕的成果， 为中国冰川学研究做出了巨大贡献［16-29］。胡汝骥等［30］利用乌源1号冰川和图尤克苏冰川长期监测的物质平衡数据对中亚现代冰川变化进行评估， 结果表明1970 - 1990年冰川消融的速率比1930 - 1970年的明显要快， 且认为工业排放物是导致该消融差异的主要原因。50多年来的监测数据表明， 乌源1号冰川长期处于物质亏损状态， 截至2015年冰川累积物质平衡达-14.74 m w.e.［31］。此外， 众多学者基于冰川学模型， 尝试对冰川消融和气候变化的作用机制作出解释［32-36］。其中， 刘时银等［35］用度日模型分析乌源1号冰川对气候变化敏感性的研究表明， 该冰川对气候变化的敏感性较海洋性冰川要小， 当增加20%的降水则会引起平衡线下降31 m， 而气温升高1 ℃时平衡线将上升81 m； 王宁练等［36］用统计模型对乌源1号冰川的敏感性也进行了计算， 结果表明冰川的长度规模对降水量变化并不敏感， 而对夏季气温的变化却极为敏感。沈永平等［37］在天山萨雷扎兹 - 库玛力克河流域的研究表明， 流域内冰川1957 - 2006年的累积物质平衡达到-9.7 m w.e.， 平均年物质平衡为-194 mm w.e.。而Wang等［38］基于地面实测和遥感资料分析了青冰滩72号冰川末端、 面积、 表面高程的变化， 结果表明冰川末端1964 - 2008年平均每年退缩（41.16 ± 0.6） m， 面积每年减少（0.034 ± 0.030）×10-3 km2， 消融区厚度每年减少（0.22 ± 0.14） m， 表碛覆盖区达0.87 km2。

尽管冰川物质平衡模型得到了迅速发展， 但地面资料依旧被认为是最准确的， 是模型和遥感研究的基础， 其重要性越来越显著。天山托木尔峰地区历来是国际天山冰川研究的热点地区［11，39-40］， 由于其海拔高、 交通可达性差、 监测环境恶劣， 导致冰川观测资料极其匮乏， 即使有部分资料， 也是科研工作者在短期内的考察与观测获取［41-46］， 对该地区冰川与气候作用机理的认识依然十分有限。鉴于此， 2008年夏季， 中国科学院天山冰川观测试验站组织了野外考察工作组， 对托木尔峰地区进行系统考察。经过为期两月的野外考察， 最终选定青冰滩72号冰川作为托木尔峰地区物质平衡研究的参照冰川， 进行定位监测。基于地面观测、 地形图以及遥感影像等资料， 对近60年青冰滩72号冰川面积、 厚度、 末端变化以及表碛覆盖有了较为系统的认识［38，47-49］， 但对冰川物质平衡的认识一直比较欠缺。

由于冰川物质平衡观测难度大， 冰面观测点分布非常有限， 难以用常规的等值线和等高线方法计算物质平衡。但冰川物质平衡是冰川变化的根本， 是解释冰川与气候相互作用的关键枢纽。因此， 本文基于物质平衡地面观测资料， 结合Landsat遥感影像， 尝试对青冰滩72号冰川物质平衡进行计算和分析， 丰富托木尔峰地区冰川资料， 对该地区的冰川模型和遥感研究提供地面验证， 为水文过程以及冰川 - 气候作用机理提供一定的参考。

1 研究区概况与冰川监测

青冰滩72号冰川（79.89° E， 41.78° N）， 又称神奇峰冰川， 冰川编码为5Y673P0072， 以下简称72号冰川， 朝向南， 冰川主要受降水和雪崩补给， 位于天山山脉托木尔峰地区， 阿克苏市温宿县境内， 阿克苏河支流托木尔河流域上游。托木尔峰地区高大山体能够拦截西风带自西向东输入的水汽， 在山区形成降水； 同时， 在西伯利亚高压和西风扰动的相互作用下， 在山区形成地形雨［14，39，50］。地形因素和大气环流特征使得该地区最大年降水量可达1 500 mm， 其中， 年平均降雪时间一般为7.5 ~ 9个月， 且雪深一般不超过20 cm， 雪崩现象对冰川补给一般不会超过积累量的2% ~ 3%［39］。受焚风效应、 云以及地形等的影响， 山区气温变化较大， 4 150 m a.s.l.高度的观测结果表明， 焚风造成的多云天气可使冰面气温迅速升高5 ℃， 夏季气旋型温暖天气出现时， 白天平均气温为0.9 ℃， 最低气温可达-6.9 ℃［11］。

2008年8月中科院天山冰川观测试验站对72号冰川进行了全面考察， 地面测量结果表明， 72号冰川面积为5.61 km2， 长度约为7.4 km， 冰面高程范围为3 720 ~ 5 986 m a.s.l.， 表碛主要分布于消融区冰舌末端和两侧， 覆盖面积为0.87 km2， 占到总面积的15.5%［49］。考察期间， 在冰面自下而上布设了10排物质平衡花杆， 即A ~ J排， 横向花杆从右到左对应编码顺序从小到大， 如A排花杆从右到左依次为A1、 A2。受冰面地形限制， 物质平衡花杆只能布设于冰舌消融区3 750 ~ 4 200 m a.s.l.。监测初期， 由于对冰面消融理解有限， 使得H ~ J排花杆出现倒伏和数据丢失现象。2010 - 2012年， 考虑到冰裂隙和观测人员的安全， G排花杆也被迫先后放弃。经过不断的尝试和探索， 最终在72号冰川表面形成了较为稳定的物质平衡监测网络， 如图1（a）所示： 共布设6排（A ~ F）花杆， 每排2根。其中， 图1（a）冰川边界为2008年边界数据， 图1（b）是观测物质平衡时在F排拍摄（时间： 2014年9月初上午， 天气： 小雪转阴）的F排以上冰川： 冰面地形复杂、 裂隙发育， 观测人员难以到达。图1（c）为拍摄（时间： 2014年9月初下午， 天气： 阴转晴）的冰舌消融区表面， 冰面有大量表碛分布， 且有冰面河发育。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1   青冰滩72号冰川2012年物质平衡花杆分布和冰面考察照片（a）， F排以上积累区冰川表面形态（b）， 冰川末端消融区表面形态（c）

Fig.1   Map showing the spatial distribution of mass balance stakes on the Qingbingtan Glacier No.72 in 2012 （a）， together with photos showing the glacier surface on accumulation at F （b） and ablation region covered by debris （c）


2 数据与方法

2.1　单点物质平衡计算

某时段、 某点的物质平衡应为雪（粒雪）平衡（bf）， 附加冰平衡（bsp）及冰川冰平衡（bi）的代数和［7］：

b(1~2)=bf(1~2)+bsp(1~2)+bi(1~2)
bf(1~2)=ρf(2)hf(2)-ρf(1)hf(1)
bsp(1~2)=ρsp(hsp(2)-hsp(1))
bi(1~2)=ρim1+hf(1)+hsp(1)-m2+hf(2)+hsp(2)

式中： 下标i、 sp、 f分别表示冰川冰、 附加冰和雪（粒雪）； 1、 2表示观测的顺序； 密度（ρ）的单位为g·cm-3； 测杆的读数（m）和雪深厚度（h）的单位为cm； 附加冰的平均密度（ρsp）可取0.85 g·cm-3； 冰川冰的平均密度（ρi）为0.9 g·cm-3。

2.2　零平衡线法

大量的野外观测和理论研究表明［7-8，10，51-53］： 冰川物质平衡与平衡线高度（Equilibrium line altitude， 简称ELA）之间存在很强的相关性， 平衡线高度的移动可以反映冰川物质平衡的变化， 二者具有同步性， 也可以说物质平衡的变化是平衡线高度变化与物质平衡梯度的乘积。其可用数学方程［7］表达为：

bt=ELA0-ELAt∂b∂z

式中： bt为第t年冰川物质平衡； ELAt为t年是冰川的平衡线高度； ELA0为冰川零平衡线高度； ∂b/∂z为冰川物质平衡梯度， 单位m w.e.·（100m）-1。根据冰川的类型和形状等特性， ELA0通过不同方法确定， 一般可通过多年连续物质平衡观测可得：

ELA0=1n∑i=1nELAi+B¯∂b∂z

式中： ELAi 为第i年的平衡线高度（n为物质平衡的次数）； B¯为观测n年冰川的平均物质平衡。

2.3　遥感影像获取与预处理

考虑到72号冰川物质平衡正常监测高度在4 100 m a.s.l.以下， 为准确获取观测时期内冰川面积和平衡线数据， 需借助遥感影像。因此， 本文选取在消融期末的Landsat系列卫星遥感影像， 通过人机交互式解译消融期末的冰川雪线位置。本研究中假定消融期末， 物质平衡线、 粒雪线、 雪线在该冰川上的位置是相同的［7］。对2009 - 2014年消融期末的（8 - 10月）Landsat系列卫星影像进行调查和分析， 最终选取了质量较好的8景遥感影像（表1）， 包括Landsat-5/TM、 Landsat-7/ETM+和Landsat-8/OLI。在解译工作中， 主要使用近红外、 红波段和绿波段， 三波段分别对应R、 G、 B的合成影像（TM/ETM+传感器中对应4、 3、 2波段， OLI传感器中对应5、 4、 3波段）， 即假彩色合成， 3波段空间分辨率均为30 m［54-55］， 数据来源于https：//www.usgs.gov。

表1   2008 - 2014年8 - 10月Landsat系列影像（P147R31）质量评估信息

Table 1  Assessed information of Landsat images （P147R31） in August， September and October from 2008 to 2014

序号年份文件名对应日期影像评估
12009LT51470312009273IKR012009-09-30清晰
22010LT51470312010228IKR012010-08-16清晰
32011LT51470312011215KHC012011-08-03清晰
42011LT51470312011231KHC012011-08-19清晰
52012LE71470312012242PFS002012-08-29清晰
62013LE71470312013276SG1002013-10-03清晰
72013LC81470312013252LGN002013-09-09有积雪
82014LE71470312014263PFS002014-09-20少量积雪

注：“影像评估”是指冰川是否有云、 积雪等对冰川目视解译工作的影响。

新窗口打开| 下载CSV


本研究中， 遥感影像预处理中存在两个关键环节： ETM+影像去条带效应和遥感影像的几何配准。为了解决条带数据丢失问题， 下载ENVI中的条带修复工具［56］： landsat_gapfill.sav， 在ENVI 5.3环境下对ETM+影像进行条带修复， 如图2（a）和2（b）， 图2（b）为影像图2（a）进行条带修复后影像， 修复效果较好。此外， 基于ArcGIS平台， 以1965年青冰滩地形图为基准数据， 在裸岩区域选取同名控制点， 进行几何配准， 误差控制在0.5个像元内， 校准结果如图2（d）所示： 影像与地形图的空间信息匹配较好， 能够满足人机交互式解译需求。此外， 地形图为1965年航测影像， 且同年成图， 来源于中国科学院西北生态环境资源研究院。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2   ETM+影像条带丢失数据修复前后对比和遥感影像数据的空间几何校正： （a）、 （b）为影像去条带前后对比， （c）为1965年地形图， （d）为基于地形图几何校正后的影像

Fig.2   Comparison of Landsat 7 ETM+ images between with gap and filled-gap images， and showing the corrected image based on the topographic map. In plots， （a） is the image with data missing gap， （b） is the image after filled the gap， （c） is the topographic map in 1965 and （d） is the image after geometric rectification and image rectification


2.4　误差分析

物质平衡的误差主要来源于单点观测误差、 插值误差以及冰川参照面积误差［57］。其中， 单点观测误差主要来源于花杆测量、 雪和粒雪的密度测量与估算等［58］， 只能通过提高观测仪器精度和丰富观测者知识来降低。通常， 物质平衡花杆数量、 位置分布以及不同的插值方法， 均会引入不同误差［59］。本文计算并未使用空间插值， 该误差在此不予考虑。冰川参照面积误差主要来源于不同数据源， 以及对不同数据源数据的处理过程。此外， 在ArcGIS平台对地形图进行空间几何配准时， 控制点平均误差约为12 m。而冰川面积的误差主要通过以下公式评估［60-62］：

UT=∑λ2+∑ε2
UA=∑λ2×2×UT∑λ2+∑ε2

式中： UT 为冰川末端不确定性误差； UA 为冰川面积不确定误差； λ为每幅影像的空间分辨率； ε为基于地形图校准影像时的空间几何配准误差。结合前文所述， 本文青冰滩72号冰川解译面积的误差平均为0.3×10-3 km2。

3 结果与讨论

3.1　单点物质平衡

基于72号冰川物质平衡观测资料， 结合式（1） ~ （4）对冰面观测点物质平衡进行计算。如图3所示， 2008 - 2014年72号冰川观测区域物质平衡均为负， 即冰川物质持续亏损， 14个观测点平均年物质平衡为-3.21 m w.e.， 而末端（A排）年物质平衡平均为-4.21 m w.e.。其中， 2010/2011年的冰川消融区几乎所有观测点物质亏损达到最大值， A1和A2的年物质平衡分别达到-6.59 m w.e.和-6.53 m w.e.， 消融最为强烈。此外， 冰面观测范围内， 物质平衡变化在空间上呈现出一定规律： D排以下， 越靠近末端物质平衡变化越剧烈， D排以上， 随海拔的升高物质平衡变化也在增强， 而D排变化相对平稳。其原因可能是： 冰川末端海拔低， 易受低海拔气温扰动的影响； 而D排以上， F、 G排接近冰川粒雪盆， 易受冰崩、 雪崩作用和地形的影响。

图3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图3   2008 - 2014年青冰滩72号冰川单点年物质平衡

Fig.3   Changes in point mass-balance of stakes in Qingbingtan Glacier No.72 from 2008 to 2014


3.2　物质平衡梯度

冰川物质平衡梯度， 即物质平衡随海拔高度的变化， 可以反映局地气候变化［8］。为进一步了解72号冰川物质平衡随海拔高度的变化， 在此， 分别计算观测点物质平衡与其高程、 高程带平均物质平衡与平均高程（高程带间隔为50 m）之间的关系， 如图4所示。其中， 利用高程带的平均物质平衡主要是考虑到个别观测点受地形等因素而存在极值现象， 平均值可以有效地去极端化， 并且图4的结果也表明， 利用高程带平均物质平衡和平均高程， 相关系数r和拟合优势度R2均有一定提高。总体结果表明72号冰川物质亏损随冰面高程（海拔）的升高而降低。需要说明的是： 2012/2013年冰面物质平衡随高程升高而未呈现显著的变化趋势（P > 0.1）， 由于缺乏当时完整的气象资料， 该现象的原因尚不清晰， 后续监测中仍需重点关注。此外， 由于每年冰面观测点的有效样本不统一， 花杆在冰面的空间位置也并非完全一致， 如某个花杆点在当年有数据， 第二年花杆出现倒伏而导致数据缺失。因此， 每年物质平衡与其高程之间建立的统计关系并非完全一致， 回归方程的拟合程度也不尽相同， 最终对冰川物质平衡梯度值的计算有一定的影响。

图4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图4   物质平衡与其高程的关系， 其中， （a）、 （c）、 （e）、 （g）、 （i）、 （k）为单点物质平衡与其高程的关系， （b）、 （d）、 （f）、 （h）、 （j）、 （l）为高程带平均物质平衡与其高程的关系， 50 m间隔

Fig.4   Mass balance changing with elevation， sub-fig. a， c， e， g， i， and k showing the relation between mass balance of single point and its elevation； sub-fig. b， d， f， h， j and l showing the relation between averaged mass balance of elevation-range （interval of 50 m） and its average elevation


在物质平衡与高程关系的线性拟合中， 对通过0.05或0.01显著性水平检验的年份进行分析（拟合方程中斜率单位为m w.e.·m-1）， 如图5所示。首先， 从单点物质平衡角度分析， 72号冰川物质平衡梯度的最大值为（1.5 ± 0.11） m w.e.·（100m）-1， 最小值为（0.52 ± 0.18） m w.e.·（100m）-1， 平均值为（0.90 ± 0.20） m w.e.·（100m）-1； 按不同高程带物质平衡与其平均高程的关系分析， 物质平衡梯度最大值为（1.69 ± 0.13） m w.e.·（100m）-1， 最小值为（0.34 ± 0.2） m w.e.·（100m）-1， 平均值为（0.86 ± 0.19） m w.e.·（100m）-1。从二者的算术平均值分析， 两种方法得到的物质平衡梯度非常接近， 考虑到平均高程带得到拟合方程在统计参数上的显著提高， 在此， 2008 - 2014年72号冰川的物质平衡梯度（∂b/∂z）最终取为（0.86 ± 0.19） m w.e.·（100m）-1。

图5

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图5   青冰滩72号冰川表面物质平衡梯度

Fig.5   Annual variations of mass-balance gradient with elevation in the Qingbingtan Glacier No.72， according to measured point and measured elevation band


3.3　平衡线高度解译

在ArcGIS平台， 基于Landsat影像进行人机交互式解译年平衡线位置， 误差控制在0.5个像元内。此外， 为了与影像数据统一， 选取研究时段内清晰度最好的ETM+影像， 对冰川边界进行重新解译、 修订， 获取研究期内冰川边界信息， 如图6为解译的2008 - 2014年消融季末72号冰川平衡线位置信息。需要说明的是， 由于Landsat卫星的重访周期为16天， 即只能每隔16天获取一景该区域影像， 这就使得解译平衡线位置在时间与实际消融期末存在一定的误差。例如， 2011年的Landsat-5/TM影像时间是2011年8月19日， 而根据实地监测经验， 该冰川的消融期末一般在8月底到9月初。因此， 时间上有10 ~ 15天左右的误差。另外， 2010年8月影像， 在72号冰川上空有云影像， 平衡线位置参照邻近青冰滩74号冰川的平衡线位置信息。此外， 考虑到当获取不到清晰影像时， 意味着该时段内冰川上空有云雨天气， 冰川消融不是很强。因此从全年物质平衡角度考虑， 该影像已是比较接近真实消融期末的数据， 对于多年物质平衡研究影响不是很大， 可以满足本文研究。

图6

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图6   青冰滩72号冰川2009 - 2014年平衡线位置信息解译

Fig.6   Interpretated spatial information of equilibrium-line position on the Qingbingtan Glacier No.72 from 2009 to 2014


根据解译平衡线位置， 下载Shuttle Radar Topography Mission（SRTM） 30 m空间分辨率影像， 即SRTM DEM数据（详见后文）， 在ArcGIS中进行空间叠置和统计分析， 提取平衡线高程信息， 结果如图7所示。正如之前所述， 青冰滩72号冰川位于托木尔峰神奇峰， 属于复式山谷冰川， 与图尤克苏冰川的空间直线距离约262 km， 与乌源1号冰川的空间直线距离约542 km。从空间位置角度分析， 72号冰川的空间位置更接近于图尤克苏冰川。那么， 该冰川物质平衡的变化规律是否更加接近图尤克苏冰川， 而与乌源1号冰川的变化相对较大呢？基于该问题， 首先将提取的平衡线高度与图尤克苏冰川和乌源1号冰川平衡线高度进行对比分析。如图7所示， 2008 - 2014年， 72号冰川ELA在（4 109 ± 23） ~ （4 317 ± 92） m a.s.l.（误差为标准差）之间波动， 平均ELA为（4 167.5 ± 33.2） m a.s.l.； 图尤克苏冰川ELA介于（3 710 ± 10） ~ （3 920 ± 10） m a.s.l.之间， 平均ELA为3 819.5 m a.s.l.； 乌源1号冰川ELA介于（3 990 ± 10） ~ （4 484 ± 10） m a.s.l.， 平均ELA为（4 192 ± 20） m a.s.l.。其中， 图尤克苏和乌源1号冰川ELA的误差来源于WGMS， 72号冰川ELA的误差为标准差， 基于Landsat影像解译平衡线位置与SRTM DEM， 在ArcGIS平台下进行空间叠置分析时计算获取。总体分析， 72号冰川的平衡线高度高于图尤克苏冰川， 其平均值与乌源1号冰川的接近。但是， 72号冰川与图尤克苏冰川平衡线高度的变化规律非常相似， 二者与乌源1号冰川平衡线高度变化相差较大。

图7

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图7   青冰滩72号冰川、 图尤克苏冰川以及乌源1号冰川2009 - 2014年平衡线高度变化（误差为提取平衡线高程的标准差）

Fig. 7   Changes in equilibrium line altitude （ELA） of the Qingbingtan Glacier No.72， Tuyuksuyskiy Glacier and Urumqi Glacier No.1 from 2009 to 2014


3.4　零平衡线

冰川流动过程中， 积累区冰川的流动矢量通常是向下， 而消融区冰川则是向上的。冰川的这种运动规律使得粒雪盆表面形态向下凹， 而消融区冰舌部位的表面形态向上凸［7］。反映在大比例尺地形图中， 积累区的等高线凸向高海拔方向， 而冰舌区的等高线凸向冰川主流线流向方向。根据赫斯法原理和谢自楚等［55］的研究， 可知这两类等高线中间比较平直的地段即为该冰川平衡线所在位置， 该方法也被称为“地形法”。鉴于该地区地形图只有1965年地形图和2008年重绘地形图（主要是对冰舌区进行了重新测量和绘制）， 前者时效性太差， 而后者积累区资料不确定性太大。因此， 为了更准确地描述近期72号冰川表面形态， 下载最新版SRTM 30 m分辨率的DEM（http：//srtm.csi.cgiar.org/）。利用ArcGIS综合制图和空间分析模块的表面分析功能， 绘制2000年72号冰川大比例尺地形图， 结果如图8所示。制图中， 4 300 m a.s.l.以下等高线的等间距为10 m， 4 300 m a.s.l.以上的等间距为100 m， 这样处理的主要目的是使地形图表达清晰， 易于阅读， 避免粒雪盆后壁由于等高线过密而造成混乱， 影响地图阅读。根据制作地形图， 结合赫斯法原理， 可推断72号冰川的平衡线高度约为4 190 m a.s.l.。此外， 当冰川面积没有较大的变化时， 通常认为冰川零平衡线高度（ELA0）是比较稳定的［7］。根据式（6）， ELA0最佳的计算方式需要若干年的实测物质平衡， 但对于72号冰川， 本文是首次计算物质平衡， 因此， 无法用式（6）计算。考虑到2009 - 2014年72号冰川的面积并没有发生较大改变（图6）， 参考海螺沟冰川物质平衡估算方法［63］， 且为了计算方便， 认为2008 - 2014年该冰川的零平衡线高度约为4 190 m a.s.l.。

图8

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图8   2000年青冰滩72号冰川地形图， 其中， 4 300 m a.s.l.等高线以下为10 m等间距， 4 300 m a.s.l.等高线以上为100 m等间距

Fig.8   Topographic map of the Qingbingtan Glacier No.72 in 2000， it is defined that interval of 10 m is below elevation of 4 300 m a.s.l. and interval of 100 m is above elevation of 4 300 m a.s.l.


3.5　整条冰川物质平衡

72号冰川地形复杂， 高程落差大， 监测难度大。2008/2009年物质平衡监测最高可达4 200 m a.s.l.左右， 但是随着消融和冰裂隙的发育， 2011/2012年之后物质平衡的监测只能在海拔4 100 m a.s.l.以下正常开展。结合Landsat影像分析， 物质平衡监测的最大高度未能达到平衡线高度（ELA）位置， 难以采用冰川学物质平衡计算方法中的等值线法和等高线法［7］计算该冰川物质平衡。基于前文研究， 72号冰川的物质平衡梯度（∂b/∂z）为（0.86 ± 0.19） m w.e.·（100m）-1， 2008 - 2014年的ELA0为4 190 m a.s.l.， 可用“零平衡线方法”［式（6）］计算72号冰川的年物质平衡。72号冰川计算结果表明（图9）， 2008 - 2014年72号冰川平均年物质平衡为-0.38 m w.e.， 累积物质平衡为-2.27 m w.e.。

图9

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图9   青冰滩72号、 图尤克苏和乌源1号冰川的物质平衡

Fig.9   Annual variations of mass balance （a） and cumulative mass balance （b） of the Qingbingtan Glacier No.72， Tuyuksuyskiy Glacier and Urumqi Glacier No.1


为了对比72号冰川年物质平衡计算结果， 与天山地区相邻图尤克苏冰川、 乌源1号冰川的年物质平衡和累积年物质平衡数据进行比较分析。如图9（a）所示， 2008/2009年72号冰川、 图尤克苏冰川、 乌源1号冰川的物质平衡均为正， 分别为0.31 m w.e.、 0.21 m w.e.、 0.06 m w.e.。2009/2010年72号冰川和乌源1号冰川为负平衡， 分别为 -0.43 m w.e.和-1.33 m w.e.， 而图尤克苏冰川为正平衡（0.03 m w.e.）； 2010/2011年， 72号冰川的物质平衡为正（0.12 m w.e.）， 而图尤克苏冰川和乌源1号冰川的均为负， 分别为-0.31 m w.e.和 -0.95 m w.e.。2011/2012年和2013/2014年乌源1号冰川物质平衡的变化与72号冰川和图尤克苏冰川的变化差异较大。总体分析， 72号冰川年物质平衡与图尤克苏冰川年物质平衡的变化规律相似， 而与乌源1号冰川的差异较大。造成这种差异性的原因是多方面的， 最主要的是冰川区气候和冰川本身对气候变化响应的机制不同。

72号冰川与图尤克苏冰川之间， 也存在着一定的差异， 除了冰川与自身作用机制外， 使用资料的时效性也有一定影响。如2011年72号冰川的ELA为（4 175.64 ± 10.55） m a.s.l.， 卫星过境时间为2011年8月19日。遗憾的是2011年8月中旬到9月底， Landsat系列卫星过境时， 冰川表面均有积雪， 表明在该时段内降雪次数频繁， 对平衡线位置有一定的影响。要排除该误差， 目前很难， 必须借助高时空分辨率的遥感影像。此外， 即使有高时空分辨率数据， 降雪的影响也很难排除。影像数据的时间， 相对于冰川当年真实消融期末的时间， 或早、 或迟均会影响冰川物质平衡线的判断， 这在一定程度上影响年物质平衡的计算结果， 但对年际变化的研究影响不是很大。为了进一步评估72号冰川物质平衡结果的可信度， 与图尤克苏冰川、 乌源1号冰川的累积年物质平衡进行了对比［图9（b）］， 发现72号冰川与图尤克苏冰川的变化趋势非常相似， 虽然在2009/2010年略有差异， 但最终结果非常接近。因此， 72号冰川2008 - 2014年的物质平衡与图尤克苏冰川的变化规律相似， 与乌源1号冰川的物质平衡过程存在较大差异。

3.6　不确定性分析

ELA的解译是零平衡线方法的关键， 主要取决于遥感影像的质量和DEM的时空分辨率。遥感影像越清晰、 空间分辨率越高， 时间上越接近消融季末， 解译的平衡线位置高度越接近真实结果。本文所用影像（Landsat-5/TM、 Landsat-7/ETM和Landsat-8/OLI）的3个波段空间分辨率均为30 m， 解译精度控制在0.5个像元内。这种解译精度可以基于大量的先验知识来提高， 但是影像数据的时间间隔在今后大量地面观测资料基础上应予以考虑。此外， 山区多云、 雨、 雪等天气， 很难获得无云和没有积雪等干扰的影像。如2010-08-16的影像在72号冰川上空有云， 只能借助相邻的74号冰川的数据间接获取。DEM的时效性和空间分辨率对平衡线高度的判断也是至关重要的。高分辨率的DEM成本大， 并且制作高精度地形图需要很长时间才能完成， 而过于陈旧的DEM无法准确表达当年的冰面地形。

根据物质平衡观测资料显示， 72号冰川的物质平衡梯度（∂b/∂z）每年略有差异。主要原因是目前监测时间相对较短， 冰川监测难度大。监测第一年， 花杆倒伏现象严重， 使得观测样本减少， 直到2012年之后， 冰面观测网络数据才趋于稳定。根据观测样本数据显示， 2009/2010年72号冰川的∂b/∂z为0.85 m w.e.·（100m）-1， 2011/2012年的∂b/∂z为1.5 m w.e.·（100m）-1， 而2013/2014年的∂b/∂z为0.52 m w.e.·（100m）-1， 监测时段内冰川的∂b/∂z不是很稳定， 准确地说并不是一个相对稳定的值。Rabatel等［52］在法国境内阿尔卑斯山选择3条冰川， 用本方法研究的结果表明， 每条冰川上用各自的∂b/∂z计算物质平衡， 结果并没有得到显著的提高。因此， 本文物质平衡计算中∂b/∂z取平均值0.86 m w.e.·（100m）-1计算物质平衡是可行的。同时，根据观测平均高程带 的最大值和最小值， 即1.69 m w.e.·（100m）-1和0.34 m w.e.·（100m）-1， 给出了72号冰川对应年物质平衡的取值范围及其多年平均值， 如表2所示。另外， 零平衡线高度的确定非常重要， 目前在72号冰川上无法直接验证。在今后的监测工作中， 当条件允许时可在ELA0位置附近选取2 ~ 3个点或者利用大地测量等方法进行物质平衡监测， 验证本节中ELA0的理论值。

表2   青冰滩72号2009 - 2014年冰川年物质平衡结果

Table 2  Annual mass balance of Qingbingtan Glacier No.72 during the period of 2009 - 2014

物质平衡年冰川净物质平衡/（m w.e.）
bnmaxbnbnmin
2008/20090.610.310.12
2009/2010-0.85-0.43-0.17
2010/20110.240.120.05
2011/2012-2.41-1.23-0.49
2012/2013-0.84-0.43-0.17
2013/2014-1.22-0.62-0.25
多年平均-0.75-0.38-0.15

新窗口打开| 下载CSV


4 结论与展望

4.1　结论

本文基于青冰滩72号冰川2008 - 2014年地面物质平衡观测资料， 结合Landsat卫星系列遥感影像和SRTM DEM数据， 对72号冰川2008 - 2014年物质平衡进行梳理。研究结果表明， 72号冰川物质平衡梯度介于（0.34 ± 0.20） ~ （1.69 ± 0.13） m w.e.·（100m）-1， 平均物质平衡梯度为（0.86 ± 0.19） m w.e.·（100m）-1。基于消融期末Landsat影像对平衡线位置进行人机交互式解译， 并与SRTM DEM数据进行空间叠置分析， 结果显示2008 - 2014年72号冰川平衡线高度介于（4 109 ± 23） ~ （4 317 ± 92） m a.s.l.， 平均ELA为（4 167.5 ± 33.2） m a.s.l.。年净物质平衡计算结果表明， 2008 - 2014年72号冰川年物质平衡介于-1.23 ~ +0.31 m w.e.， 年平均为-0.38 m w.e.， 研究期累积物质平衡为-2.27 m w.e.。此外， 与图尤克苏和乌源1号冰川的对比发现： 72号冰川物质平衡过程和年际波动与图尤克苏冰川最为相近。

4.2　展望

受冰面观测点分布和影像时空分辨率的限制， 整条冰川的年物质平衡计算数值存在一定偏差， 但不影响本文结论。主要原因是受冰面地形限制， 物质平衡观测主要集中于消融区的冰舌部位。基于花杆和雪坑的连续观测， 虽然可以准确计算观测点冰川物质平衡， 但积累区资料缺乏， 对遥感影像提取的平衡线位置目前无法直接验证。因此， 在已有观测基础上， 要进一步加强地面观测， 探索遥感与模型相结合的方法， 丰富冰川资料和研究手段， 进一步减小计算误差。此外， 冰川区遥感影像易受云、 雨、 雪等天气影响， 时空分辨率难以同时满足， 今后研究中可结合无人机航测技术解决时空尺度的问题， 通过大地测量的方法对物质平衡计算结果进行验证和修正。

参考文献

Oerlemans J.

Quantifying global warming from the retreat of glaciers

［J］. Science， 1994， 26（5156）： 243 - 245.

[本文引用: 2]

Gleick P H.

Basic water requirements for human activities： meeting basic needs

［J］. Water International， 1996， 21（2）：83 - 92.

[本文引用: 1]

Bates B， Kundzewicz Z W， Wu S， et al.

Climate change and water： technical paper VI

［M］. Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC）， 2008.

[本文引用: 1]

Dahe Qing， Ding Yongjian.

Cryospheric changes and their impacts： present， trends and key issues

［J］. Advances in Climate Change Research， 2009， 5（4）： 187 - 195.

[本文引用: 1]

秦大河， 丁永建.

冰冻圈变化及其影响研究——现状、 趋势及关键问题

［J］. 气候变化研究进展， 2009， 5（4）： 187 - 195.

[本文引用: 1]

Hweiit K.

Glacier mass balance I： snowfall and glacier nourishment

［M］//Glaciers of the Karakoram Himalaya. Springer Netherlands， 2014： 87 - 116.

[本文引用: 1]

Hweiit K.

Glacier mass balance II： ablation losses

［M］//Glaciers of the Karakoram Himalaya. Springer Netherlands， 2014： 117 - 141.

[本文引用: 1]

Xie Zichu， Liu Chaohai. Introduction to glaciology［M］. Shanghai： Shanghai Science Popularization Press， 2010.

[本文引用: 8]

谢自楚， 刘潮海. 冰川学导论［M］. 上海： 上海科学普及出版社， 2010.

[本文引用: 8]

Haeberli W.

Historical evolution and operational aspects of worldwide glacier monitoring

［R］//HaeberliW， HoelzleM， Suter， S. Into the second century of worldwide glacier monitoring： prospects and strategies. UNESCO Studies and Reports in Hydrology，1998， 56： 35 - 51.

[本文引用: 3]

Zemp M， Thibert E， Huss M， et al.

Reanalyzing glacier mass balance measurement series

［J］. The Cryosphere， 2013， 7（4）： 1227 - 1245.

Cui Hang， Wang Jie.

The methods for estimating the equilibrium line altitudes of a glacier

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2013， 35（2）： 345 - 354.

[本文引用: 2]

崔航， 王杰.

冰川物质平衡线的估算方法

［J］. 冰川冻土， 2013， 35（2）： 345 - 354.

[本文引用: 2]

Aizen V B， Aizen E M， Dozier J， et al.

Glacial regime of the highest Tien Shan mountain， Pobeda-Khan Tengry massif

［J］. Journal of Glaciology， 1997， 43（145）： 503 - 512.

[本文引用: 3]

Cao M S.

Detection of abrupt changes in glacier mass balance in the Tien Shan mountains

［J］. Journal of Glaciology， 1998， 44（147）： 352 - 358.

[本文引用: 1]

Yao T， Pu J， Lu A， et al.

Recent glacial retreat and its impact on hydrological processes on the Tibetan Plateau， China， and surrounding regions

［J］. Arctic， Antarctic， and Alpine Research， 2007， 39（4）： 642 - 650.

[本文引用: 1]

Yao T， Thompson L， Yang W， et al.

Different glacier status with atmospheric circulations in Tibetan Plateau and surroundings

［J］. Nature Climate Change， 2012， 2（9）： 663 - 667.

[本文引用: 2]

Farinotti D， Longuevergne L， Moholdt G， et al.

Substantial glacier mass loss in the Tien Shan over the past 50 years

［J］. Nature Geoscience， 2015， 8（9）： 716 - 722.

[本文引用: 1]

Shi Yafeng， Xie Zichu.

The basic characteristics of modern Chinese glaciers

［J］. Acta Geographica Sinica， 1964， 30（3）： 183 - 208.

[本文引用: 1]

施雅风， 谢自楚.

中国现代冰川的基本特征

［J］. 地理学报， 1964， 30（3）： 183 - 208.

[本文引用: 1]

Xie Zichu.

Mass balance of glaciers and its relationship with characteristics of glaciers

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1980， 2（4）： 1 - 10.

谢自楚.

冰川物质平衡及其与冰川特征的关系

［J］. 冰川冻土， 1980， 2（4）： 1 - 10.

Zhang Jinhua， Wang Xiaojun， Li Jun.

Study on relationship between mass balance change of Glacier No

.1 at the headwater of Urumqi River， Tianshan and climate［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1984， 6（4）： 25 - 36.

张金华， 王晓军， 李军.

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡变化与气候相互关系的研究

［J］. 冰川冻土， 1984， 6（4）： 25 - 36.

Yao Tandong， Shi Yafeng.

Climate， glacier， runoff changes and future trends in the Urumqi River

［J］. Science in China： Series B， 1988， 18（6）： 657 - 666.

姚檀栋， 施雅风.

乌鲁木齐河气候、 冰川、 径流变化及未来趋势

［J］. 中国科学： B辑， 1988， 18（6）： 657 - 666.

Lai Zuming， Ye Baisheng， Zhu Shouseng.

The application of water （mass） balance model in glacierized area to assessing the climate impact on glacial water resources

［J］. Advances in Water Science， 1990， 1（1）： 49 - 54.

赖祖铭， 叶佰生， 朱守森.

用冰川区水量（物质）平衡模型估计气候变化对冰川水资源影响的初步研究

［J］. 水科学进展. 1990， 1（1）： 49 - 54.

Kang Ersi， Liu Chaohai， Wang Chunzu， et al.

Seasonal variation of mass balance and altitude dependency of total melt in the glacierized source area of the Urumqi River

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1994， 16（2）： 119 - 127.

康尔泗， 刘潮海， 王纯足， 等.

乌鲁木齐河源冰川物质平衡季节变化和总消融海拔分布

［J］. 冰川冻土， 1994， 16（2）： 119 - 127.

Ye Baisheng， Chen Kegong，

Shi Yafeng

Response of glacier and glacial runoff to climatic change - A model in simulating the Glacier No.1 in headwaters of the Urumqi River［J］. Scientia Geographica Sinica， 1997， 17（1）： 32 - 40.

叶柏生， 陈克恭， 施雅风.

冰川及其径流对气候变化响应过程的模拟模型——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

［J］. 地理科学， 1997， 17（1）： 32 - 40.

Wang Ninglian，

Liu Shiyin

Summer temperature rise quantified from the change of the Glacier No.1 at the source of Urumqi River in the 20th century［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1997， 19（3）： 207 - 213.

王宁练， 刘时银.

从天山乌鲁木齐河源1号冰川变化估计近百年来该地区夏季升温

［J］. 冰川冻土， 1997， 19（3）： 207 - 213.

Jiao Keqin， Jing Zhefan， Han Tianding， et al.

Variation of the Glacier No.1 at the headwaters of the Urumqi River in the Tianshan Mountains during the past 42 years and its trend prediction

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2004， 26（3）： 253 - 260.

焦克勤， 井哲帆， 韩添丁， 等.

42 a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及其趋势预测

［J］. 冰川冻土， 2004， 26（3）： 253 - 260.

Wang Puyu， Li Zhongqin， Li Huilin， et al.

Changes of ice-thickness and volume for representative glaciers in Tianshan Mountains in the past 50 years

［J］. Acta Geographica Sinica， 2012， 67（7）： 929 - 940.

王璞玉， 李忠勤， 李慧林， 等.

近50年来天山地区典型冰川厚度及储量变化

［J］. 地理学报， 2012， 67（7）： 929 - 940.

Dong Zhiwen， Qin Dahe， Ren Jiawen， et al.

Variations in the equilibrium line altitude of Urumqi Glacier No.1， Tianshan Mountains， over the past 50 years

［J］. Chinese Science Bulletin， 2013， 58（9）： 825 - 832.

董志文， 秦大河， 任贾文， 等.

近50年来天山乌鲁木齐河源1号冰川平衡线高度对气候变化的响应

［J］. 科学通报， 2013， 58（9）： 825 - 832.

Wang Puyu， Li Zhongqin， Li Huilin， et al.

Analysis of the relation between glacier volume change and area change in the Tianshan Mountains

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2017， 39（1）： 9 - 15.

王璞玉， 李忠勤， 李慧林， 等.

天山冰川储量变化和面积变化关系分析研究

［J］. 冰川冻土， 2017， 39（1）： 9 - 15.

Qin Yan， Ding Jianli， Zhao Qiudong， et al.

Spatial-temporal variation of snow cover in the Tianshan Mountains from 2001 to 2015， and its relation to temperature and precipitation

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2018， 40（2）： 249 - 260.

秦艳， 丁建丽， 赵求东， 等.

2001 - 2015年天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系

［J］. 冰川冻土， 2018， 40（2）： 249 - 260.

Xiao Jing， Liu Gengnian， Nie Zhenyu， et al.

Glacial evidence of aridification in the Tianshan Mountains since Last Glacial

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2018， 40（3）： 434 - 447.

[本文引用: 1]

肖菁， 刘耕年， 聂振宇， 等.

天山末次冰期以来干旱化过程的冰川证据

［J］. 冰川冻土， 2018， 40（3）： 434 - 447.

[本文引用: 1]

Hu Ruji， Jiang Fengqing， Ma Hong， et al.

Relationship between the human activities and the retreating of modern glaciers in the Tianshan Mountains

［J］. Arid Land Geography， 1999， 22（3）： 17 - 22.

[本文引用: 1]

胡汝骥， 姜逢清， 马虹， 等.

人类活动与天山现代冰川退缩

［J］. 干旱区地理， 1999， 22（3）： 17 - 22.

[本文引用: 1]

Che Y， Zhang M， Li Z， et al.

Glacier mass-balance and length variation observed in China during the periods 1959 - 2015 and 1930 - 2014

［J］. Quaternary International， 2017， 454： 68 - 84.

[本文引用: 1]

Gabbi J， Carenzo M， Pellicciotti F， et al.

A comparison of empirical and physically based glacier surface melt models for long-term simulations of glacier response

［J］. Journal of Glaciology， 60（224）： 1140 - 1154.

[本文引用: 1]

Hock R.

Temperature index melt modelling in mountain areas

［J］. Journal of Hydrology， 2003， 282（1）： 104 - 115.

Hock R， Jansson P， Braun L N.

Modelling the response of mountain glacier discharge to climate warming

［M］// Huber U M， Bugmann H K M， Reasoner M A. Global change and mountain regions： an overview of current knowledge. Springer Netherlands， Dordrecht， 2005： 243 - 252.

Liu Shiyin， Ding Yongjian， Wang Ninglian， et al.

Mass balance sensitivity to climate change of the Glacier No.1 at the Urumqi River Head， Tianshan Mts

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1998， 20（1）： 9 - 13.

[本文引用: 1]

刘时银， 丁永建， 王宁练， 等.

天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡对气候变化的敏感性研究

［J］. 冰川冻土， 1998， 20（1）： 9 - 13.

[本文引用: 1]

Wang Ninglian， Yao Tandong， Tian Lide， et al.

Climate sensitivity of Glacier No.1 at the source of Urumqi River in the Tianshan Mountains

［J］. Arid Land Geography， 1998， 21（4）： 34 - 40.

[本文引用: 2]

王宁练， 姚檀栋， 田立德， 等.

天山乌鲁木齐河源1号冰川的气候敏感性研究

［J］. 干旱区地理， 1998， 21（4）： 34 - 40.

[本文引用: 2]

Shen Yongping， Wang Guoya， Ding Yongjian， et al.

Changes in glacier mass balance in watershed of Sary Jaz-Kumarik Rivers of Tianshan Mountains in 1957 - 2006 and their impact on water resources and trend to end of the 21th century

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2009， 31（5）： 792 - 800.

[本文引用: 1]

沈永平， 王国亚， 丁永建， 等.

1957 - 2006年天山萨雷扎兹-库玛拉克河流冰川物质平衡变化及其对河流水资源的影响

［J］. 冰川冻土， 2009， 31（5）： 792 - 800.

[本文引用: 1]

Wang P， Li Z， Li H， et al.

Characteristics of a partially debris-covered glacier and its response to atmospheric warming in Mt. Tomor， Tien Shan， China

［J］. Global and Planetary Change， 2017， 159： 11 - 24.

[本文引用: 2]

Aizen V B， Aizen E M， Melack J M.

Precipitation， melt and runoff in the northern Tien Shan

［J］. Journal of Hydrology， 1996， 186（1）： 229 - 251.

[本文引用: 3]

Aizen V B， Kuzmichenok V A， Surazakov A B， et al.

Glacier changes in the Tien Shan as determined from topographic and remotely sensed data

［J］. Global and Planetary Change， 2007， 56（3/4）： 328 - 340.

[本文引用: 1]

Ding Guangxi， Chen Caiping， Xie Changwei， et al.

Study of the ice tongue ablation features of a large glacier in the south slopes of the Mt. Tuomuer in the Tianshan Mountain

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2014， 36（1）： 20 - 29.

[本文引用: 1]

丁光熙， 陈彩萍， 谢昌卫， 等.

西天山托木尔峰南麓大型山谷冰川冰舌区消融特征分析

［J］. 冰川冻土， 2014， 36（1）： 20 - 29.

[本文引用: 1]

Lu Hongli， Han Haidong， Xu Junli， et al.

Analysis of the flow features in the ablation zone of the Koxkar Glacier on south slopes of the Tianshan Mountains

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2014， 36（2）： 248 - 258.

鲁红莉， 韩海东， 许君利， 等.

天山南坡科其喀尔冰川消融区运动特征分析

［J］. 冰川冻土， 2014， 36（2）： 248 - 258.

Cao Min， Li Zhongqin， Li Huilin. ［J］. Features of surface flow velocity on the Qingbingtan Glacier No.72，

Tianshan Mountains

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2011， 33（1）： 21 - 29.

曹敏， 李忠勤， 李慧林.

天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川表面运动速度特征研究

［J］. 冰川冻土， 2011， 33（1）： 21 - 29.

Shi Yafeng， Zhen Benxing， Su Zhen， et al.

Study of quaternary glaciation in Mts. Tomur-Hantengri area， Tian Shan

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1984， 6（2）： 1 - 14.

施雅风， 郑本兴， 苏珍， 等.

天山托木尔峰 - 汗腾格里地区第四纪冰期探讨

［J］. 冰川冻土， 1984， 6（2）： 1 - 14.

Xie Changwei， Ding Yongjian， Liu Shiyin， et al.

Variation of Keqikaer glacier terminus in Tomur Peak during last 30 years

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2006， 28（5）： 672 - 677.

谢昌卫， 丁永建， 刘时银， 等.

近30 a来托木尔峰南麓科其喀尔冰川冰舌区变化

［J］. 冰川冻土， 2006， 28（5）： 672 - 677.

Yin Shicong， Wu Huanzhong.

Compilation of

1：200，000 maps of "Glacial Topography of Tumor Peak District" and "Glacial Geomorphology of Tumor District" in Tianshan［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1982， 4（2）： 89 - 92.

[本文引用: 1]

尹世瑽， 吴焕忠.

1：20万天山《托木尔峰地区冰川地形图》和《托木尔峰地区冰川地貌图》的编绘

［J］. 冰川冻土， 1982， 4（2）： 89 - 92.

[本文引用: 1]

Luo Yuan， Li Huilin， Li Zhongqin， et al.

The relationship between the mass balances and meteorological factors at the glacier of No.72， Qingbingtan， Shenqi Peak， Tuomuer Area

［J］. Journal of Arid Land Resources and Environment， 2012， 26（3）： 62 - 67.

[本文引用: 1]

雒园， 李慧林， 李忠勤， 等.

托木尔峰地区神奇峰冰川3 950 m处物质平衡与气象要素关系分析

［J］. 干旱区资源与环境， 2012， 26（3）： 62 - 67.

[本文引用: 1]

Wang Puyu， Li Zhongqin， Cao Min， et al.

Variation of Qingbingtan Glacier No.72 in Mt. Tuomuerr Region during past 45 years

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2010， 30（6）： 962 - 967.

王璞玉， 李忠勤， 曹敏， 等.

近45年来托木尔峰青冰滩72号冰川变化特征

［J］. 地理科学， 2010， 30（6）： 962 - 967.

Wang L， Li Z， Wang F.

Spatial distribution of the debris layer on glaciers of the Tuomuer Peak， western Tian Shan

［J］. Journal of Earth Science， 2011， 22（4）： 528 - 538.

[本文引用: 2]

Bothe O， Fraedrich K， Zhu X.

Large-scale circulations and Tibetan Plateau summer drought and wetness in a high-resolution climate model

［J］. International Journal of Climatology， 2011， 31（6）： 832 - 846.

[本文引用: 1]

Benn D I， Lehmkuhl F.

Mass balance and equilibrium-line altitudes of glaciers in high-mountain environments

［J］. Quaternary International， 2000， 65： 15 - 29.

[本文引用: 1]

Rabatel A， Dedieu J P， Vincent C.

Using remote-sensing data to determine equilibrium-line altitude and mass-balance time series： validation on three French glaciers， 1994 - 2002

［J］. Journal of Glaciology， 2005， 51（175）： 539 - 546.

[本文引用: 1]

Xie Zichu， Ding Liangfu， Liu Chaohai， et al.

Mass balance at the steady state Equilibrium Line Altitude and its application

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 1996， 18（1）： 1 - 9.

[本文引用: 1]

谢自楚， 丁良福， 刘潮海， 等.

冰川零平衡线处的物质平衡及其应用

［J］. 冰川冻土， 1996， 18（1）： 1 - 9.

[本文引用: 1]

Chander G， Markham B L， Helder D L.

Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS， TM， ETM+， and EO-1 ALI sensors

［J］. Remote Sensing of Environment， 2009， 113（5）： 893 - 903.

[本文引用: 1]

Roy D P， Wulder M A， Loveland T R， et al.

Landsat-8： Science and product vision for terrestrial global change research

［J］. Remote Sensing of Environment， 2014， 145： 154 - 172.

[本文引用: 2]

Scaramuzza P， Micijevic E， Chander G.

SLC gap-filled products phase one methodology

［J］. Landsat Technical Notes， 2004.

[本文引用: 1]

Zemp M， Frey H， Gärtner-Roer I， et al.

Historically unprecedented global glacier decline in the early 21st century

［J］. Journal of Glaciology， 2015， 61（228）： 745 - 762.

[本文引用: 1]

Andreassen L M， Elvehøy H， Kjøllmoen B， et al.

Reanalysis of longterm series of glaciological and geodetic mass balance for 10 Norwegian glaciers

［J］. Cryosphere， 2016， 10（2）： 535 - 552.

[本文引用: 1]

Fischer A.

Glaciers and climate change： interpretation of 50 years of direct mass balance of Hintereisferner

［J］. Global and Planetary Change， 2010， 71（1 - 2）： 13 - 26.

[本文引用: 1]

Williams R S， Hall D K， Chien J Y L.

Comparison of satellite-derived with ground-based measurements of the fluctuations of the margins of Vatnajökull， Iceland， 1973 - 92

［J］. Annuals of Glaciology， 1997， 24： 72 - 80.

[本文引用: 1]

Hall D K， Bayr K J， Schöner W， et al.

Consideration of the errors inherent in mapping historical glacier positions in Austria from the ground and space （1893 - 2001）

［J］. Remote Sensing of Environment， 2003， 86（4）： 566 - 577.

Silverio W， Jaquet J M.

Glacial cover mapping （1987 - 1996） of the Cordillera Blanca （Peru） using satellite imagery

［J］. Remote Sensing of Environment. 2005， 95（3）： 342 - 350.

[本文引用: 1]

Xie Zichu， Su Zhen， Shen Yongping， et al.

Mass balance and water exchange of Hailuogou Glacier in Mount Gongga and their influence on glacial melt runoff

［J］. Journal of Glaciology and Geocryology， 2001， 23（1）： 7 - 15.

[本文引用: 1]

谢自楚， 苏珍， 沈永平， 等.

贡嘎山海螺沟冰川物质平衡、 水交换特征及其对径流的影响

［J］. 冰川冻土， 2001， 23（1）： 7 - 15.

[本文引用: 1]

/

〈 〉

陇ICP备2021001824号-10
　 甘公网安备 62010202000676号
版权所有 © 《冰川冻土》编辑部
地址：兰州市天水中路8号　
邮编：730000　电话：0931-8260767　
E-mail：edjgg@lzb.ac.cn
总访问量 　 今日访问 　 在线人数
技术支持：北京玛格泰克科技发展有限公司