青藏高原中部纳木错流域冰川变化及其对湖泊扩张贡献研究

Lakes are key indicators of climate change on the Tibetan Plateau (TP). Therefore, research about response of lake water storage to climatic and glacier change is very significant. Nam Co is a big lake located in the central TP, and it has been expanding since the 1970s. In this project, glacier changes will be analyzed based on remote-sensing data; a meteorology-glacier-hydrology observation network will be performed on a selected glacier. We will establish a hydrologic modeling framework by linking the Variable Infiltration Capacity (VIC) distributed land surface hydrologic model with a degree-day based glacier-melt model over Nam Co Basin, and the lake water storage changes process will be simulated since the 1970s. This work aims to quantify the contribution of glacier-melt water in the lake expansion, and better understand the hydrologic response of closed lakes to climate changes on the TP. This will provide scientific basis to water resource management and decision, ecology and environment protection.

青藏高原湖泊是气候变化的敏感指示器，开展气候-冰川变化对高原湖泊影响研究具有重要科学意义。本研究以青藏高原中部快速扩张的纳木错为研究对象，通过遥感信息提取上世纪70年代以来多期次流域冰川变化；在典型冰川开展气象-冰川-水文观测，获取高海拔地区气温降水梯度、冰川度日因子和冰川末端径流；采用分布式水文模型（VIC模型）和冰川度日模型模拟非冰川区径流和冰川径流，结合湖面蒸发、降水，恢复上世纪70年代以来湖泊水量平衡过程。本研究将量化冰川融水径流对纳木错湖泊扩张的贡献，探讨气候-冰川变化对湖泊的影响机制。研究成果有助于更好的理解气候变化对高原水循环过程及水资源影响，同时也将为水资源管理决策，生态环境保护提供科学依据。

青藏高原湖泊水量受气候和冰川变化影响。冰川融水增加是否是青藏高原湖泊扩张的主导因素一直存在不同学术观点。纳木错位于青藏高原中部，近几十年以来呈快速扩张趋势。为了阐明冰川在湖泊扩张中的贡献，本项目在纳木错流域开展了冰川变化及湖泊水量变化研究。通过遥感影像提取，流域1976年、1988年和2000年冰川面积分别为200.7, 195.4和182.6 km2，冰川面积呈持续减少趋势。1979–2013年，随着气温的升高，冰川融水径流呈显著增加趋势，冰川融水径流占入湖总径流的13%，在湖泊快速扩张中起到重要作用。对于内流湖来说，湖面蒸发是湖泊水量支出的主要方式。纳木错海拔高（>4700 m）冬季气温低湖面会结冰封冻。纳木错冻结期呈-0.6天/年的减少趋势，年蒸发量呈2.6 mm/年的增加趋势。气温升高通过两种方式增加蒸发：其一，气温升高能提供更多的能量用于湖面蒸发；其次，气温升高使得纳木错湖面无冰期天数呈增加趋势，有助于湖面年蒸发量的增加。气温升高导致湖面蒸发量增加会抑制湖面的扩张；另一方面，气温升高使得注入湖泊的冰川融水径流增加。因此气温升高对纳木错湖泊水量有两种截然不同的作用。本项目的实施，很好地解决了项目提出的关键科学问题，即冰川对纳木错湖泊扩张的贡献，气候变化对湖泊水量影响机制。同时，以本项目为基础，开展了一系列的青藏高原水储量变化、积雪变化等方面研究，并取得了重要的研究成果。