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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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研究揭示亞洲高山區(qū)冰湖水位空間格局與變化速率

2025-03-14 青藏高原研究所
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亞洲高山區(qū)發(fā)育著規(guī)模僅次于南極和北極的冰川,其升溫速率是全球平均值的兩倍多。這使得該區(qū)域冰川物質(zhì)加速消融,冰湖數(shù)量與面積顯著增加。同時(shí),該地區(qū)下游密集分布著人口與基礎(chǔ)設(shè)施,使其成為全球最易受冰湖潰決洪水影響的地區(qū)之一。冰湖潰決洪水發(fā)生受冰川-冰湖-環(huán)境-壩體等多因素控制,其中冰湖水位變化影響壩體穩(wěn)定性。冰湖水位的長短期變化均是受水源流入與流出驅(qū)動(dòng)。長期靜水壓力超限可致壩體破裂,觸發(fā)冰湖潰決洪水;崩塌、強(qiáng)降水等突發(fā)事件引起的水位瞬時(shí)激增,則通過涌浪越頂或破壞壩體,引發(fā)冰湖潰決洪水。

現(xiàn)場測量可提供精確數(shù)據(jù),但存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、資源消耗高等缺點(diǎn),僅能夠覆蓋低海拔地區(qū)的少數(shù)可接近冰湖。遙感技術(shù)憑借長時(shí)序、廣覆蓋等優(yōu)勢,成為冰湖監(jiān)測的有效手段。當(dāng)前,已有近10年、5年的亞洲高山區(qū)冰湖面積研究,但冰湖水位動(dòng)態(tài)監(jiān)測仍有不足,尤其是該地區(qū)冰湖分布范圍廣、數(shù)量多且多為狹窄形狀的小型冰湖。

中國科學(xué)院青藏高原研究所聯(lián)合蘭州大學(xué)、中南大學(xué)、英國利茲大學(xué)、奧地利格拉茨技術(shù)大學(xué),基于2019年至2023年ICESat-2激光測高與Sentinel-3雷達(dá)測高數(shù)據(jù)以及周期波動(dòng)模型,測量了亞洲高山區(qū)冰湖水位空間格局、年際變化速率和年內(nèi)波動(dòng)幅度,并解析了其環(huán)境驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

結(jié)果顯示,2019年至2023年,亞洲高山區(qū)442個(gè)冰湖的年際水位變化速率均值為-0.00±0.02m/a,中值為0.00±0.01m/a,整體處于動(dòng)態(tài)平衡。不同區(qū)域的冰湖水位變化存在顯著差異,尤其是中/東喜馬拉雅、天山西北部和念青唐古拉山區(qū)域的冰湖水位呈上升趨勢,而準(zhǔn)噶爾阿拉套、東昆侖山等地區(qū)則表現(xiàn)為水位下降。冰湖水位年內(nèi)波動(dòng)幅度均值為0.58±0.06m,中值為0.29±0.02m。空間上,中喜馬拉雅、天山西北部等區(qū)域的水位波動(dòng)較為劇烈。

分析發(fā)現(xiàn),冰湖水位的年際變化速率受冰湖封閉狀態(tài)和冰川影響,年內(nèi)波動(dòng)幅度受年內(nèi)降水和地形坡度控制。同時(shí),水位變化顯著區(qū)域(中/東喜馬拉雅、念青唐古拉山和天山西北部)與歷史GLOF事件高發(fā)區(qū)高度重合,凸顯水位監(jiān)測對(duì)研究冰湖潰決洪水的重要性。

該研究所獲結(jié)果能夠量化冰川融水對(duì)冰湖容積變化的貢獻(xiàn),并為冰湖潰決洪水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與潰決洪水模擬等提供關(guān)鍵輸入。同時(shí),研究提出的測量方法有望為全球冰湖水位監(jiān)測提供技術(shù)參考。

相關(guān)研究成果以Patterns and change rates of glacial lake water levels across High Mountain Asia為題,發(fā)表在《國家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review)上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。

論文鏈接

2019年至2023年亞洲高山區(qū)冰湖水位的年際變化速率和年內(nèi)波動(dòng)幅度

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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