雪线是气候变化的敏感指示器。在气候变暖背景下,开展区域雪线高度的遥感监测与模拟研究有利于深入探讨高山区冰冻圈变化趋势及其机制。本研究以叶尔羌河流域为研究区,基于MODIS积雪产品提取的雪线高度数据和ERA5气象再分析数据,采用梯度提升决策树（GBDT）、自适应提升（AdaBoost）、轻量梯度提升（LightGBM）、随机森林（RF）、极端梯度提升（XGBoost）,构建多种算法的雪线高度模拟模型。精度验证结果表明,5种学习算法的拟合优度（R2）均达到0.8以上,其模拟精度由高到低分别为:GBDT、AdaBoost、LightGBM、XGBoost、RF。依据模拟精度和最大相异性从中筛选AdaBoost、XGBoost、RF算法作为基学习器,GBDT算法作为元学习器,共同组合为Staking集成学习框架下的雪线高度模拟模型,其精度优于任意单个学习器（RMSE=88.73 m,MAE=57.99 m,R2=0.93）。该算法相较于其他模型消除了过拟合现象与奇异值的影响,鲁棒性和泛化能力更强,预测结果更加稳定。之后,构建多时间尺度的雪线高度模型并...
雪线是气候变化的敏感指示器。在气候变暖背景下,开展区域雪线高度的遥感监测与模拟研究有利于深入探讨高山区冰冻圈变化趋势及其机制。本研究以叶尔羌河流域为研究区,基于MODIS积雪产品提取的雪线高度数据和ERA5气象再分析数据,采用梯度提升决策树（GBDT）、自适应提升（AdaBoost）、轻量梯度提升（LightGBM）、随机森林（RF）、极端梯度提升（XGBoost）,构建多种算法的雪线高度模拟模型。精度验证结果表明,5种学习算法的拟合优度（R2）均达到0.8以上,其模拟精度由高到低分别为:GBDT、AdaBoost、LightGBM、XGBoost、RF。依据模拟精度和最大相异性从中筛选AdaBoost、XGBoost、RF算法作为基学习器,GBDT算法作为元学习器,共同组合为Staking集成学习框架下的雪线高度模拟模型,其精度优于任意单个学习器（RMSE=88.73 m,MAE=57.99 m,R2=0.93）。该算法相较于其他模型消除了过拟合现象与奇异值的影响,鲁棒性和泛化能力更强,预测结果更加稳定。之后,构建多时间尺度的雪线高度模型并...
冰川景观变化是全球环境和气候变化的共同“指示器”。随着全球气候变化加剧，干旱和半干旱地区的冰川景观将进一步变化。科学评估冰川景观格局时空演变特征，为应对冰川景观变化及其影响提供科学参考。基于1991—2017年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像，采用监督分类方法获取叶尔羌河流域冰川景观时空格局及变化数据，利用景观格局指数、质心迁移模型、分形维数等方法分析近26年叶尔羌河流域冰川景观格局时空演变特征。结果表明：（1） 1991—2017年叶尔羌河流域冰川斑块面积呈消减趋势，但有所减缓，共减少799.50 km2（-13.09%）。冰川斑块面积消减主要集中在海拔5400—5800 m之间，相较之下，海拔4400 m以下的区域冰川斑块面积消减率最高，达63.68%;不同坡度冰川景观消减率存在差异，陡坡冰川斑块面积消减率最高（15.98%）,急陡坡消减率最低（2.87%）;阴阳两坡冰川景观均呈消减趋势，阳坡冰川斑块面积消减速率显著高于阴坡。（2）近26年来，叶尔羌河流域冰川斑块数量、最大斑块指数均减小，而平均形状指数、平均周长面积比、分裂指数均增加，表明冰川景...
以叶尔羌河流域上游河源区为研究区,构建嵌入了冰川模块的SWAT分布式水文模型,对卡群水文站1968—2017年逐月径流进行模拟,评价该模型在研究区内的适用性,基于模拟结果分析研究区冰川径流年际变化与年内分布情况,并定量核算气候和下垫面变化对径流变化的贡献率。结果表明:该模型在研究区径流模拟中具有良好的适用性,校准期（1968—1992年）与验证期（1993—2017年）的决定系数（R2）分别为0.77和0.86,纳什系数（NSE）分别为0.76和0.85,均方根误差与实测值标准差的比值（RSR）分别为0.49和0.38,偏差百分比（PBIAS）分别为-7.4%和0.6%。经模拟,研究区近50 a冰川径流量总体呈增加趋势,且其占总径流量的比重约为51.1%;年内冰川产流主要发生在6—9月,占全年冰川径流量的90.0%以上。气候和下垫面变化分别使月径流量增加6.62 m3·s-1和0.41 m3·s-1,其中气候变化的贡献率为94.2%,即气候变化对研究区径流的影响占主导地位。研究...
结合新疆叶尔羌河流域近60年洪水资料,对流域四类洪水的主要成因和洪水规律进行剖析,并提出防洪建议。结果表明:(1)叶尔羌流域冰川消融型洪水一般主要出现在7月-8月份,从上游卡群站到下游出口冰川消融型洪水的洪水传播衰减率一般较小;流域量级、洪涝灾害影响较大的为冰川溃坝型洪水,该类洪水主要在每年的6-11月高发,7月和11月份发生频次较低;暴雨洪水发生的时间一般集中在7月中旬到8月的下旬,洪水过程较为简单,洪水上涨和下落的历时较短;流域60年来混合型洪水只发生3次,发生几率较低。(2)在掌握流域洪水类型、成因及规律基础上从工程及非工程措施方面提出具体防洪建议。研究成果对于指导流域防洪减灾规划具有重要的参考意义。
积雪是冰冻圈中较为活跃的因子,对气候环境变化敏感,其变化影响着全球气候和水文的变化。积雪覆盖日数（SCD）、降雪开始时间（SCOD）和融雪开始时间（SCMD）是影响地表物质和能量平衡的主要因素。使用MODIS无云积雪产品提取了叶尔羌河流域2002年7月—2018年6月逐日积雪覆盖率（SCP）,基于像元计算了SCD、SCOD和SCMD,系统地分析了其空间分布与变化特征,并探讨了其变化的原因及积雪面积的异常变化与ENSO的联系。结果表明:（1）研究时段内,流域的积雪覆盖面积呈微弱减少趋势,与气温呈显著负相关,与降水呈显著正相关;2002—2018年,SCP随海拔的升高呈明显的线性增加趋势（R2=0.92、P<0.01）);各海拔高度带最大SCP出现的月份大致随海拔的上升往后推迟,最小SCP出现月份无显著变化（集中在8月）,海拔4000 m以下,春季的SCP小于冬季,海拔4000 m以上,春季的SCP大于冬季。（2）SCD、SCOD和SCMD有明显的海拔梯度,在流域内,从东北至西南,呈现出SCD增加,SCOD提前,SCMD推迟的特征;变化趋势上,流域91.9%的区...