科研进展

成都山地所研究揭示亚洲高山区冰川-冰前湖系统时空格局与耦合演化过程

发布时间:2026-03-03
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入湖冰川是亚洲高山区一类典型冰川类型。与冰川末端直接接触的冰前湖,会促进冰川末端快速崩解与退缩,并可能通过影响冰下有效压力调节基底滑动,从而加快冰川流速与动态减薄,导致该类型冰川在响应气候变暖的同时,还受到末端冰前湖间耦合作用呈现出复杂性。气候变暖背景下,亚洲高山区冰川加速消融、冰湖数量与面积持续增长,其中冰前湖扩张最为显著,且对冰川动态的影响日益凸显,其溃决灾害风险也相对较高。中国科学院成都山地灾害与环境研究所冰冻圈变化及其灾害与环境效应研究团队刘巧研究员等近期通过多尺度研究,系统揭示了亚洲高山区冰川冰前湖系统的时空格局与耦合演化过程。

研究团队以全球公开冰川编目(RGI 7.0)数据为基础,结合影像自动分割与后期目视解译,首次构建了覆盖19902022年两期亚洲高山区入湖冰川及其对应冰前湖变化数据集,并按冰川冰湖接触关系变化将入湖冰川划分为冰前湖形成初期、冰前湖快速扩张期和末端冰前湖脱离三类。结果显示,2022年亚洲高山区共有1740条入湖冰川(5082.08 ± 13.15 km²)。其中,有667条自1990年以来持续与冰前湖接触,有1073条新形成冰前湖,有468条冰川与冰前湖失去接触。1990-2022年间,入湖冰川总面积减少324.43 ± 19.23 km²(−5.1%),而冰前湖面积增加138.19 ± 1.18 km²+81.7%),面积和数量变化在兴都库什、喜马拉雅、念青唐古拉和冈底斯等高原南缘山系最为显著。

冰前湖最为发育的喜马拉雅山藏东南地区,1990-2020年间入湖冰川数量增加37.7%,但由于冰川加剧退缩,总面积减少161.2±18.1 km²,其中173条冰川与冰前湖脱离,331条冰川末端新形成冰前湖。末端冰床坡度变陡是冰川与冰前湖分离的主因,湖水位下降或消失虽少见但也有贡献。此外,冰川冰湖不同接触状态响应过程与特征差异显著,与冰前湖保持接触的冰川面积减少更突出,新形成冰前湖的冰川退缩更为显著,而脱离冰前湖的冰川变化较为稳定甚至减缓。

此外,为深入理解冰前湖的形成与扩张所导致的冰川动态转变的关键过程,研究团队以喜马拉雅东段加改冰川为代表对象,利用2000-2023年遥感影像重建了期冰面流速序列,并结合1990年以来的湖泊扩张与近年冰面高程变化,系统刻画了冰川冰前湖耦合演化的过程。结果显示,冰川自2007年以来出现多次间歇性加速,2017年后中心流线速度梯度反转,指示动态减薄发生;末端加速与局地地形变陡可能导致近末端与上游河段波动解耦,反映内部物质输运过程重组。

该系列研究为区域冰川变化评估、冰湖溃决洪水风险防控与水资源管理提供了关键数据与科学支撑。研究得到国家重点研发计划(2024YFC30134002023YFE0102800)、国家自然科学基金(42361144874)等项目的资助,成果发表在Earth System Science DataGeomorphologyJournal of Glaciology等国际专业期刊。

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亚洲高山区入湖冰川和冰前湖面积、数量分布与变化

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