我国不同类型冰川冰储量变化模式研究

The widespread alpine glaciers conserve important fresh water resources. With the global warming increasing, the glacier shrinkage has been accelerated in the most recent decades. The resulting changes of water resources and water cycle and its influence on regional sustainable development have become a focus of broad attention. The estimation of glacier volume and its change are the basis and the key problem in the assessment on the effects of glacier change. Because of the variety of topographic types, however, there is a large uncertainty in estimating large-scale glacier volume changes based on very sparse in-situ measurements. Therefore, this project aims at the models of ice volume change for different type glaciers in China by means of statistical analysis of relationship between changes in glacier volume and area. Firstly, based on the data of reference glaciers and supplementary field measurements of glacier area, ice thickness, surface elevation and other topographic parameters, changes in glacier thickness and area will be calculated for these glaciers. Then the ice volume changes will be studied in detail for different type glacier samples, and statistical correlation analysis will be made to get various models for the relationship between changes in glacier volume and area. Finally, error and validation of each model will be analyzed and the application prospects of these models will be assessed according to physical principles of different type glacier changes. These researches would provide a basic support for estimating glacier volume change on regional scale and for assessing the glacier change impacts on water resource, eco-environment and regional sustainable development.

山地冰川是重要的淡水资源。在全球变暖背景下，山地冰川加速退缩显著，由此引发的水资源和水循环变化及其对区域可持续发展的影响成为广泛关注的焦点。冰川冰储量变化的估算是评估冰川变化影响的基础和关键，但由于冰川形态和规模千差万别，极为有限的实测资料制约着大范围冰川冰储量变化的估算。本项目拟在已开展研究的基础上，以中国冰川为研究对象，对冰川冰储量变化与面积变化之间的关系进行统计分析研究，建立冰储量变化的估算模式。首先，将已有一定研究基础的冰川作为样本进行面积和厚度/表面高程资料分析和补充观测，然后进行冰川面积和冰储量估算研究，再采用统计分析方法对各类型冰川冰储量变化与面积变化进行相关分析，最后对所建立的各个模式进行误差及其原因分析和可靠性评估，为估算区域或流域冰川冰储量变化和定量评估冰川变化对水资源、生态等方面的影响以及区域可持续发展提供基础支撑。

山地冰川是重要的淡水资源。在全球变暖背景下，冰川加速退缩引起的水资源变化及其对区域可持续发展的影响成为广泛关注的焦点。冰川冰储量变化的估算是评估冰川变化影响的基础和关键，但由于冰川形态特征千差万别，大范围冰川冰储量变化的估算存在很大不确定性。本项目拟定通过选择样本冰川进行较为细致的冰储量变化观测研究，尝试建立冰川冰储量变化的统计相关模式，并对比开展其他类型模式研究，探讨区域尺度冰储量变化方案。.本项目执行过程中，以新疆地区冰川为重点研究对象，在样本冰川现场观测、样本冰川变化与机理研究、物质平衡变化模拟与冰储量变化统计模型研究、区域冰川对气候变化响应等四个研究内容方面均取得了显著进展。获得的主要成果为：（1）应用新技术和多方法对比，获得定位监测冰川变化及其机理的最新研究结果，例如，运用三维激光扫描技术对长期物质平衡观测结果进行了修正，重复高分辨率无人机摄影测量揭示了冰川表面季节内变化，通过动力学模拟定量化揭示了冰川厚度和坡度变化对运动速度的影响；（2）建立冰川面积和冰储量变化关系统计模型，分析了模型适用性和进一步改进的方案；采用最新全分量能量平衡模型，实现了单条冰川精细化能量-物质平衡模拟；模拟了天山东部雪线高度变化；（3）对新疆地区冰川近几十年的变化及其对气候变化响应做了系统研究，查明了新疆冰川20世纪60年代以来的变化格局，辨析了近十几年来的物质平衡、末端等变化特点和态势，评估了以悬冰川为主体的小冰川快速退缩和面临消亡的风险。总体上，项目很好地完成了研究目标。.本项目共发表学术论文30篇（SCI论文17篇），其中，第一标注8篇，第二标注6篇。培养研究生8名。项目成员作为主要完成者的“西北干旱区水循环与生态水文研究集体”成果获得了2019年中国科学院杰出科技成就奖。项目负责人2021年获中国科学院青年创新促进会优秀会员，并被遴选为科技部第三次新疆综合科学考察项目“天山北坡冰川冻土基础性调查”课题负责人。