基于遥感的沙尘对东帕米尔高原典型冰川规模影响机理研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41505077
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
李帅
依托单位：
中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所
学科分类：
D0502.气候与气候系统
结题年份：
2018
批准年份：
2015
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-01-01 至2018-12-31

项目参与者：
胡列群；马丽云；侯小刚；梁凤超；吴烨；杨帆；崔宇；张连成；
关键词：
冰川影响机理沙尘

项目摘要

Glacier is the lifeblood for sustainable economic developing in arid and semi-arid areas，dust is one of the important factors that affect glaciers ablation，which can not be ignored. Many scholars used glacier ice core data，analyzed the impact of dust on glacier surface；or based on the remote sensing methods，analysed the response of glaciers to climate change；Few researched on the influencing mechanism of dust frequency，intensity and impact scope to glacier ， This study focus on using of HJ-1/CCD， LandSat/TM and EOS/MODIS data to establish a comprehensive identification algorithms of typical glacier/snow，which is combined with measured data and experiment result，and carry out the accuracy test and analysis. Based on the products of infrared difference dust index（IDDI）which have been consistency analysed and localized fusion，by using of the method of correlation analysis，significant test and hysteresis quality analysis，we comprehensive research on the influencing mechanism of dust frequency，intensity and impact scope to glacier，and expect to reveal the reasons for changes in some parts of glaciers from another aspect， while expanding the domestic satellite data being used in glaciology.

冰川是干旱半干旱地区经济可持续发展的命脉，沙尘是影响冰川消融不可忽视的重要因素之一。众多学者利用冰芯数据，分析表渍对冰川的影响；或是基于遥感手段，分析冰川与气候变化的响应；而基于国产卫星资料，从沙尘频次、强度、影响范围的角度分析其对冰川影响机理的鲜有研究。本研究重点利用HJ-1/CCD、LandSat/TM及EOS/MODIS数据，建立典型冰川/积雪综合识别遥感算法，并结合实测资料及外场试验开展精度检验及分析。通过对FY-2/IDDI红外差值沙尘指数产品的一致性分析及本地化融合，基于相关性分析、显著性检验、滞后性分析等方法综合研究沙尘频次、强度、影响范围对冰川规模的影响机理，期望能从一个侧面揭示一些地区性冰川变化原因的同时，扩大国产卫星资料在冰川学中的应用。

结项摘要

冰雪是干旱半干旱地区经济可持续发展的命脉，沙尘是影响冰雪消融不可忽视的重要因素之一。本研究利用HJ-1/CCD、LandSat/TM及EOS/MODIS数据，建立了典型冰川/积雪综合识别遥感算法，并结合实测资料开展精度检验及分析；利用FY-2/IDDI红外差值沙尘指数产品，基于相关性分析、显著性检验等方法综合研究沙尘频次、强度、影响范围对冰川/积雪规模的影响。.研究结果表明：（1）东帕米尔高原每年7月22日～8月24日为常年积雪期，积雪持续时间比率阈值为76.5%；以此阈值提取的常年冰川/积雪面积、雪线高程，与以HJ-1/CCD为“真值”判识的冰雪/冰川、雪线高程相比，各项误差较低，相关性较高，因此，此方法适于东帕米尔高原常年冰川/积雪的提取。.（2）近15年帕米尔高原冰雪覆盖整体呈显著减小趋势，平均面积为6348Km2，其中，海拔<1500m、1500～3000m的最大冰雪面积主要出现在12月～次年2月，海拔3000～4500m冰雪面积大值出现在11月至次年4月，而>4500m冰雪面积大值变化幅度较小，以稳定冰雪为主；近15年东帕米尔雪线整体呈显著上升趋势，平均高程4900m左右，空间上雪线高程呈中间高、两边低，在塔什库尔干的东南边界达到最大值5600m；此地区冰雪及雪线高程的变化主要受气候因子的影响，地形因子对其影响甚微。.（3）基于IDDI的南疆地区2005～2018年沙尘强度、沙尘日数以及沙尘累计频次均呈波动下降的趋势，但是沙尘影响范围却呈现出扩大的趋势；空间上沙尘分布以塔克拉玛干沙漠为中心，中间为高值区，四周略低，南部高，北部低，西部高，东部低；一次典型的黑风暴过程的污染前期，气溶胶主要存在于距地面8～12.5km的高层大气中，成熟阶段气溶胶分布于距地面5～12.5km高度范围，后期气溶胶零星分布于距地面2.5～5km的中低层大气中。.（4）随着南疆沙尘强度、沙尘覆盖范围、沙尘日数和累计频次的增加，帕米尔地区总体的冰雪覆盖面积减少，均呈现负相关。其中，随着沙尘的增加，深度<10cm、10-20cm的冰雪覆盖面积在减少，二者呈负相关；但是，随着沙尘的增加，深度>20cm的冰雪覆盖也增加，二者呈正相关。