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国际河流与生态安全研究院冰川资源与灾害团队吴坤鹏博士后在冰川对气候变化响应研究取得系列进展

2021-10-29  

冰川是气候变化的敏感指示器,也是重要的淡水资源,对局地气候、生态与环境、水资源均有重要影响。受气候变暖的影响,全球冰川普遍处于退缩状态,但冰川变化幅度呈现较大的空间差异。卫星遥感技术的快速发展,为大面积估算冰川进退、冰川物质平衡和冰储量变化提供了技术支持。

近年来,吴坤鹏博士后与刘时银研究员合作,围绕高亚洲地区念青唐古拉山海洋型冰川和喀喇昆仑山亚大陆型冰川对气候变化差异响应开展研究,对念青唐古拉山海洋型冰川和喀喇昆仑山亚大陆型冰川物质平衡、运动速度变化趋势、冰川跃动机理等进行了较为系统、细致的分析,总结了两种不同类型冰川对气候变化的差异响应,并依此在The Cryosphere (IF=5.771)Journal of Hydrology (IF=5.722)Environmental Research Letters (IF=6.793)Journal of Glaciology (IF=3.142) 等国际前沿SCI期刊发表学术论文十余篇。

研究发现念青唐古拉山1968/802013/14年冰川表面高程在不同研究时期内均出现了明显下降,冰川物质平衡持续亏损并呈加速亏损的趋势。在不同高度海拔上,念青唐古拉山冰川物质平衡有所差异,可能的原因是表碛的存在对冰川消融有加速或抑制作用 (TC, 2018; JG, 2019)21世纪以来喀喇昆仑山地区冰川没有发生显著的质量变化,但冰川物质平衡空间差异特征明显 (1)2000-2019年,西喀喇昆仑山地区冰川物质平衡呈显著亏损状态,中喀喇昆仑山地区冰川经历微弱的负物质平衡,东喀喇昆仑山地区冰川物质平衡接近平衡状态或呈现微弱的正平衡。利用冰川表面高程空间变化差异,将喀喇昆仑山地区冰川划分为跃动型冰川和非跃动型冰川,研究发现,冰川跃动对整体的物质平衡评估不会产生显著影响 (RS, 2020; JH, 2021)

1 2000-2019年喀喇昆仑山冰川物质平衡

过去几十年间,念青唐古拉山冰川物质平衡呈显著的负平衡,冰川表面运动速度呈减速趋势。在冰川平衡线至冰川末端区域,表面运动速度呈减速趋势,在冰川平衡线以上部分区域,表面运动速度呈加速趋势 (2)。根据季节性冰川表面运动速度,初步估计海洋型冰川基底滑动对冰川表面运动速度的贡献约为32% (JG, 2020; JH, 2020)

2 1988-2019年念青唐古拉山冰川表面运动速度变化趋势

1990-2018年,喀喇昆仑山洪扎河流域7条冰川被划分为跃动型冰川,在过去30年间共发生22次跃动事件,所有跃动型冰川经历了不止一次的跃动事件。冰川跃动可以归因于热力和水文控制,以及不同冰川的地貌特征。在全球气候变化、冰川持续消融的背景下,洪扎河流域冰川处于近平衡稳定状态,但即使在稳定状态之下,该地区冰川的流速也发生着急速快慢变化 (RS, 2020)。通过对Rimo冰川详细的冰川表面高程、运动速度研究发现 (3),冰川跃动的演变可能是由冰下温度条件的变化引起的,跃动过程由水文条件控制 (ERL, 2021)

3 喀喇昆仑山Rimo冰川表面运动速度变化过程

通过对念青唐古拉山海洋型冰川和喀喇昆仑山亚大陆型冰川物质平衡、运动速度等的研究,揭示了不同类型冰川对气候变化的差异响应,并提出了新的跃动机理,对区域冰川保护及水资源利用、预估未来冰川变化趋势及可能引发的灾害等具有重要的科学与社会意义。相关研究得到了科技部科技基础性工作专项 (2013FY111400)、国家自然科学基金项目(4180103141471067)、第二次青藏高原综合科学考察研究专项 (2019QZKK0208)和云南大学人才引进项目 (YJRC3201702)资助。


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