青藏高原冰川流速估算

论文摘要

青藏高原是地球上除南、北极地区之外中、低纬度地区山岳冰川最大的发育中心,包括了横断山、藏东南、喜马拉雅山、兴都库什地区、帕米尔山、喀喇昆仑山、西昆仑山、东昆仑山、祁连山、藏内区等十大冰川作用中心。青藏高原的冰川分布之广、储量之大,是一座巨大的高山固体水库,不仅是高原区重要的水资源,维系着高原的环境和生态平衡,而且敏感地记录着本地区的气候及环境的变化,还对北半球和全球气候变化有着明显的影响和响应。冰川运动的分布及变化情况是气候及其变化的结果和体现。因此,估算青藏高原冰川流速及其变化对探究高原区水资源变化、青藏高原和全球的气候变化有重要的意义。使用遥感数据进行快速地冰川流速的估算是一种方便、高效的获取冰流速的方法。由于青藏高原水汽资源丰富,其上空常年被大量云覆盖,因此光学遥感数据受到了限制,影像上存在大量的云覆盖,不能进行冰川特征的提取。而不受云、雨天气限制,可以全天时、全天候获取地面信息的合成孔径雷达数据（SAR,synthetic aperture radar）则为青藏高原冰川流速的估算提供了便利。利用2017年9月-2018年1 1月的Sentinel-1雷达数据,结合辅助数据SRTM,运用偏移跟踪方法,估算2017年青藏高原十大山系的冰川流速和2017年11月-2018年1 1月青藏高原15条典型冰川流速的季节变化情况,并分析地形和气候对青藏高原冰川流速的影响,结合青藏高原气候空间数据（气温、降水等）,对青藏高原冰川流速的分布及变化进行了定性的分析。运用2017年冰川运动稳定时期的时间间隔为36天的Sentinel-1数据对2017年青藏高原冰川平均流速进行估算,结果表明,青藏高原十大山系的冰川流速情况有一定的差异。横断山脉、藏东南山区是海洋型冰川大量聚集的区域,降水量较多、气温较高,冰川补给充足、消融强烈,所以该区域有快速的冰川运动。喜马拉雅山脉是青藏高原上地势最为崎岖的区域,由于气候的原因,喜马拉雅山冰川流速要逊色于横断山脉和藏东南山区的冰川,但由于南、北坡降水量和温度的差别,南坡冰川运动要快于北坡。兴都库什地区和帕米尔地区冰川流速要大于喜马拉雅山,其中,兴都库什地区冰川主要集中在兴都库什山脉,而帕米尔山区有少部分大型冰川发育,其中最大的冰川为Fedchenko冰川,其年流速可达300 m/yr。喀喇昆仑山是大型冰川发育集中地,冰川有明显且连续的冰川运动,并且冰川流速都较大,冰川最大流速可达200～500 m/yr,但喀喇昆仑山冰川流速在空间上存在差异,喀喇昆仑山西段和中段冰川运动快于东段,其中,西段冰川流速最大,东段流速最小。西昆仑山由于气温较低,发育有中大型的极大陆型冰川,有较宽的冰舌区域,但西昆仑山地形平缓,由于上述两种原因导致西昆仑山冰川运动并没有喀喇昆仑山冰川快,冰舌部分的年流速在100m/yr以下。而东昆仑山、祁连山和藏内区冰川零星分布、规模较小,冰川运动较慢,冰舌区域的冰川年流速基本在每年几十米,相比青藏高原的其他山系冰川流速较小。并对2017年青藏高原冰川流速的误差进行了统计,平均误差均在10m/yr以内,但平均流速较小的冰川的误差较大,误差百分比相对较高。为了探讨冰川流速的季节性变化情况,运用2017年11月-2018年11月的Sentinel-1对青藏高原10个山脉的15条典型冰川做了流速季节变化分析。15条冰川流速都存在不同程度的季节性变化,基本上在2018年4月-2018年8月冰川运动较快,冰川季节变快的特征有两个:一个是冰川运动较快的部分变多,向冰舌下部延伸;另一个是冰川运动过程中波动强烈。运动较为连续的冰川的季节性变化更为明显,如喀喇昆仑山的Baltoro冰川,有明显的的运动流,流速季节性变大则表现为冰舌部分更明显的运动,而其他时间冰川则处于较稳定的状态。最后讨论了影响冰川流速的因素,如地形、气候等。地形因素方面,不同的学者对局部地形、坡度、坡向影响冰川运动提出了不同的见解,同时还有学者提出,冰川的支流与主干的角度不同也会对冰川主干流速造成不同的影响。同时,结合1991-2020年青藏高原模拟的气候空间气候集对不同山系的降水量和气温在时间和空间上进行了讨论,证明了不同山系冰川流速分布的合理性及两者对冰川流速的重要影响。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 选题背景与研究意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国内研究进展

1.2.2 国外研究进展

1.3 论文框架

第二章研究区、数据与方法

2.1 青藏高原冰川分布

2.2 数据

2.2.1 Sentinel-1

2.2.2 数字高程模型

2.2.3 冰川边界

2.2.4 青藏高原边界及山系分区

2.3 方法

2.3.1 偏移跟踪法

2.3.2 数据后处理

2.3.3 技术路线

第三章 2017年青藏高原冰川表面流速

3.1 2017年青藏高原冰川流速分布特征

3.2 十大山系冰川表面流速特征

3.2.1 横断山区冰川流速

3.2.2 藏东南山区冰川流速

3.2.3 喜马拉雅山冰川流速

3.2.4 兴都库什地区冰川流速

3.2.5 帕米尔地区冰川流速

3.2.6 喀喇昆仑山区冰川流速

3.2.7 西昆仑山区冰川流速

3.2.8 东昆仑山区冰川流速

3.2.9 祁连山区冰川流速

3.2.10 藏内区冰川流速

3.3 误差分析

第四章典型冰川流速季节变化

4.1 横断山区

4.2 藏东南山区

4.3 喜马拉雅山

4.4 兴都库什地区

4.5 帕米尔地区

4.6 喀喇昆仑山

4.7 西昆仑山

4.8 东昆仑山

4.9 祁连山

4.10 藏内区

第五章冰川流速的影响因素

5.1 地形

5.2 气候

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王仕哲

导师: 柯长青

关键词: 青藏高原,冰川流速,季节变化,地形,气候

来源: 南京大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 南京大学

分类号: P343.6

总页数: 114

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