青藏高原湖泊水量變化的時空差異及原因研究獲進展

中科院之聲2019-03-20 12:16:51

青藏高原湖泊眾多且分佈廣泛,其水量變化對氣候變化響應非常敏感,並深刻地影響着地表與大氣的水分與能量交換。儘管對青藏高原湖泊水量變化研究已經取得一些認識,但由於受到數據源的限制,例如測深數據缺乏、衞星測高數據(例如,ICESat和Cryosat-1等)覆蓋不全等,對整個青藏高原長時間尺度且全覆蓋的湖泊水量變化研究仍受到限制。


近日,中國科學院青藏高原研究所、青藏高原地球科學卓越創新中心、中國科學院大學研究員朱立平課題組結合Landsat影像和SRTM估算了1976-1990、1990-2000、2000-2005和2005-2013四個時段內共317個湖泊的水量變化(如圖1),結果表明青藏高原湖泊水量從1976年到1990年減少了23.69 km3,從1990年到2013年增加了140.8 km3。增加的湖泊水量主要集中在青藏高原的中部(區域A)和北部(區域B),且發現2000-2013年區域B增加的湖泊面積(1981.6 km2)比區域A(1869.1 km2)多,但區域B增加的水量卻只有區域A的一半,表明由於湖泊周邊地形的差異,湖泊的水量變化才能真實代表湖泊的變化情況。研究結果還發現,儘管湖泊水量變化(7.19 km3/y)與陸表水儲量變化量(7±7 Gt/y)一致,但是兩者表現出明顯的空間差異。


通過趨勢分析表明2000-2013年減少的湖面蒸發對區域A、區域C和區域D的湖泊水量變化的貢獻量分別為1.5%、2.5%和1.7%。通過對青藏高原不同區域冰川物質平衡變化的資料收集,經過粗略的估算表明2000-2013年冰川融水對區域A、區域B、區域C和區域D的貢獻分別為22.2%、39.8%、50.6%和100%。該研究結果表明青藏高原西北部由於處於極度乾旱、寒冷且降水少的氣候條件,冰川融水是湖泊水量變化的主要原因,而位於青藏高原中部和北部等區域,由於降水量多,降水是湖泊水量變化的主要原因,冰川融水的增多對湖泊的擴張起到一定的促進作用。


該研究第一作者為青藏高原所博士喬寶晉(目前工作單位是鄭州大學),研究項目得到中科院戰略先導A專項和國家自然科學基金等的支持(XDA20020100, 41831177, 131C11KYSB20160061, XXH13505-06),研究成果近期發表於國際期刊Remote Sensing of Environment(Qiao, B.J., Zhu, L.P., Yang, R.M. Temporal-spatial differences in lake water storage changes and their links to climate change throughout the Tibetan Plateau. Remote Sensing of Environment, 2019, 222:232-243)。


 

圖1 研究區域的位置、湖泊分部及區域劃分情況


 

圖2 不同區域1976-2013年不同時期的湖泊水量變化情況


來源:中國科學院青藏高原研究所


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