近20年来青藏高原冰川雪线高度时空变化研究

Tibetan Plateau is a region with best developed mountain glaciers in the middle and low-latitude. Glacier is the important water resources for industry and agriculture production in arid area of Northwest China. Glaciers snowline altitudes is an important indicator of glacier changes formation and evolution. Research of the snowline altitude focused only on a single glacial or small region at present. Our study base on the high temporal and spatial resolution remote sensing images and Digital Elevation Model data, and convert the pre-processed remote sensing data into broadband albedo. We classify the glacier surface in the late summer melt season into snow cover zone (accumulation area) and bare ice zone (ablation area) according to the difference between ice and snow albedo, furthermore, decide the snowline altitude and analyze the accuracy of snowline altitude, and finally real the spatial and temporal variations in the snowline altitudes of the glaciers in the Tibetan Plateau. Moreover, we combine the meteorological data to discuss the snowline altitude response to the climate. The study have important significance to estimate glacier mass balance, understanding of regional climate change, reconstruction of the paleoclimate and assessment of glacier ablation process and its impact on water resources.

青藏高原是中低纬度冰川最发育的地区。冰川是我国西北干旱区工农业生产的重要水资源。冰川雪线高度是研究冰川形成、演化的重要指标。目前雪线高度研究只集中在单条冰川或小区域冰川。本研究拟利用高时空分辨率的遥感影像、数据高程模型，对遥感数据进行预处理转换为宽波段反照率数据，基于冰、雪反照率差异区分消融季末冰川表面上部积雪区 (积累区)与下部裸冰区(消融区)之间的界线，确定青藏高原冰川的雪线高度，分析雪线高度的精度，揭示近20年来青藏高原冰川雪线高度的时空变化特征，并结合气象数据探讨雪线高度对气候变化的响应。该研究对于估算冰川物质平衡、理解区域气候变化、重建古气候及评估冰川消融过程对水资源的影响等都具有重要意义。

雪线高度可指示平衡线高度，因此可用于估计物质平衡和气候重建。本研究利用遥感数据基于冰雪反照率差异获取了青藏高原典型冰川区和青藏高原冰川的雪线高度，分析了雪线高度的不确定性，用气象数据验证利用遥感影像获取的雪线高度，讨论了雪线高度与平衡线高度的关系，总结了近20年典型冰川区的雪线高度变化及与气温和降水的关系，分析青藏高原冰川雪线高度的空间分布特征及其指导意义。结合气象台站数据，探讨了气温和降水对青藏高原冰川雪线高度的影响。主要结论如下：青藏高原冰川近20年雪线高度总体呈上升趋势，雪线高度升高30-340 m；粒雪区面积、粒雪区面积比率与雪线高度的变化趋势相反，呈下降趋势。西南分布冰川的雪线高度最高，为5160 m，朝北分布冰川的雪线高度最低，仅为4260 m。朝北比朝南分布冰川的平均雪线高度低270 m。朝西和朝东分布冰川的平均雪线高度分别为4970 m和4940 m。帕米尔山区的朝南分布冰川平均雪线高度比朝北的高480 m。念青唐古拉山朝南与朝北分布冰川平均雪线高度差异最小，为10 m。天山典型冰川区朝西分布冰川雪线高度低于朝东的，朝南比朝北分布冰川雪线高度高。念青唐古拉山南北朝向分布冰川雪线高度变化趋势与天山的相反，东西朝向雪线高度变化与天山的一致。青藏高原12个山区里，青藏高原内部的平均雪线较高，雪线高度一般在5670 m以上，其中冈底斯山的平均雪线最高，可达5760 m。雪线高度具有明显的纬度地带性，平均每降低一个纬度雪线高度上升133.3 m。青藏高原内部的雪线高度呈环形分布。朝北和朝南分布冰川雪线高度与整体冰川的雪线高度等值线空间分布特征基本一致。除青藏高原腹地，朝南分布冰川的雪线高度都要高于整体和朝北分布冰川的雪线高度。夏季平均气温等值线分布图式与雪线高度等值线图分布类似。青藏高原2010年夏季降水中苏联天山、帕米尔西部山区附近的夏季降水较少，横断山的贡嘎山夏季降水最多。降水具有明显的纬度地带性，自南向北降水量随纬度降低而增加。南坡雪线高度高于北坡雪线高度。