利用1990—2024年间的Landsat遥感影像与气象数据,文章通过多时相影像计算归一化水体指数NDWI,结合K-means聚类方法计算羊卓雍措面积,并用一元线性拟合分析其变化趋势。羊湖在1996—2004年间显著扩张,受降水和融水补给增加,输入量超过输出量;2004—2014年间则经历了明显的缩减,归因于气温升高加剧蒸发,且融水和降水输入未显著变化,导致输入量小于输出量。利用傅里叶变换分析湖泊面积时序特征,发现其变化具有低频特性。在不同时间尺度上,羊湖面积的变化受降水、气温和积雪影响的具体过程各不相同。在超过15年周期(0.03 Hz,0.06 Hz)的低频变化中,羊湖面积与降水呈弱相关性,主要受到气温升高和积雪融化的影响,涉及蒸发量的增减以及积雪融化的促进或抑制。在10~15年周期(0.09 Hz,0.12 Hz)范围内,湖泊面积变化由降水和气温共同调控,影响湖泊水量的收支平衡。气候变暖是驱动羊湖面积年代尺度上变化的主要因素。
湖泊面积和水量的变化对干旱区生态环境有着重要的影响。本文以青海省格尔木河流域的东达布逊湖为例,基于GEE云计算平台和Landsat数据,构建多指标随机森林算法提取1987—2021年的湖泊面积;结合ICESat和Cryosat等激光雷达数据刻画湖泊水面—水位关系,估算湖泊水量变化;并利用ERA5-Land数据和钾盐开采量基于相关性分析和随机森林贡献率计算方法探讨自然因素和人类活动对湖泊的影响程度。结果表明:湖泊面积在时间上的变化划分为扩张期、萎缩期、恢复期、萎缩期和快速恢复期5个阶段;而在空间上表现出南部萎缩、向西北部扩张的特征;2003—2021年东达布逊湖水量呈现上升趋势。气温、冰川冻土融化和太阳辐射是影响湖泊面积的主要因素,其贡献率分别为31.0%、29.4%和15.5%。在人类活动影响方面,2010年后钾肥的开采是湖泊面积变化的重要诱因。基于ARIMA模型预测发现,湖泊面积将于2030年减小至302.78 km2。
【目的】合成孔径雷达高度计采用延迟-多普勒技术有效提高观测精度,使得卫星测高技术可以应用于地形复杂区域。为探究合成孔径雷达高度计的应用进展,【方法】对合成孔径雷达高度计的发展进行概述,列举了目前主要载荷合成孔径雷达高度计的测高卫星,并对测高原理以及数据处理方法进行描述,针对合成孔径雷达高度计在海洋、冰川、内陆湖泊区域以及高程数据产品制作的应用进行重点分析。【结果】针对当前合成孔径雷达高度计应用现状,总结出合成孔径雷达高度计存在时空分辨率受限、数据精度检验代价较大、长序列数据短缺的问题,并提出多源数据协同、三维领域拓展以及数据处理方法优化的发展方向。【结论】合成孔径雷达高度计目前对海洋、冰川及内陆湖泊的高程监测方面已具有较强的应用能力,随着卫星观测密度的增加及数据优化处理方法的改进,合成孔径雷达高度计在高程监测、地形反演、水量监测等方面将具有更加广泛的应用,为探究地球水资源变化提供科学依据。
季节性结冰或全年结冰湖泊数量超过全球湖泊的一半,结冰是这些湖泊特有的物理水文过程,影响着湖泊物理和化学环境以及生态系统。气候变暖和水体富营养化引发的冰期缩短、浮游植物物候变化和春季水华提前等生态问题引发了全球关注。本文从三个方面综述了湖泊冰封期浮游植物研究重要进展。首先是湖泊冰封期环境条件及不同阶段理化因子的变化规律;其次是湖泊冰封期变化环境下浮游植物生长、种类组成和群落结构的时空格局及其响应机制;然后介绍了我国目前冰封期浮游植物研究的进展。基于这些研究进展,本文展望了湖泊冰封期浮游植物研究的未来发展趋势,特别是湖泊冰封期生物地球化学过程、湖泊-大气-陆地与气候互馈机制、研究方法与理论模型的构建。
湖泊是气候变化的敏感指示器,快速准确地获取湖泊水体信息对区域气候变化研究、区域生态环境保护和治理具有重要意义。本文基于高分六号(GF-6)WFV数据,以可可西里地区4个湖泊为研究对象,分别采用单波段法、波段差值法、归一化差异水体指数(NDWI)法提取了水体面积,并以目视解译所得结果作为参考标准,对不同方法的提取结果进行了精度评价。结果表明,单波段法易受浅水区水体影响,但受积雪的影响较小,而波段差值法和NDWI法受积雪影响较大;NDWI法虽能有效提取浅水区水体,但仍受一定程度湖底沉积物的影响;波段差值法与单波段法和NDWI法相比,能有效区分浅水区水体和背景地物。
高海拔冰碛湖溃决灾害是青藏高原地区主要自然灾害之一,严重影响着下游地区基础设施及人民生命财产安全。近年来随着气候变暖,青藏高原地区冰川普遍退缩、冰川融水增加、冰碛湖扩张迅速,且高海拔冰碛湖溃决可能性骤增。通过2017年实地勘测数据,结合文献资料、地形图、遥感影像和冰川编目数据,分析了申姆错冰湖的基本特征,采用冰湖溃决指标评价体系对其溃决的可能性进行了分析和探讨。结果表明:(1) 1987~2016年,申姆错冰湖面积从0.96 km2扩张为1.87 km2,水位上升3.16 m,湖冰厚度0.21 m,坝体存在不稳定因素且有溢流口,流域内自2000年以来气温、降水均呈增加(升高)趋势;(2)依据喜马拉雅山潜在危险冰湖筛选指标及其判别标准,申姆错冰湖为潜在危险冰碛湖。研究结果可为该地区防灾减灾及水资源开发管理提供参考。
利用羌塘国家级自然保护区边缘5个气象站1971-2017年逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量和逐年最大冻土深度等气象资料,以及卫星遥感资料,采用线性回归、相关系数等方法,分析了自然保护区气候(气温、降水等)、水体(湖泊、冰川)和植被等生态环境因子的变化。结果表明:近47年自然保护区年平均气温以0.46℃·(10a)-1的速率显著升高,明显高于同期全球和亚洲地表温度的升温率。四季平均气温升温率为0.37~0.55℃·(10a)-1,升幅在冬季最大、夏季最小。年降水量呈明显的增加趋势,增幅为11.0mm·(10a)-1,主要表现在春、夏两季。近43年(1975-2017年)色林错面积呈显著增加趋势,平均增长率为38.48km2·a-1。1973-2017年,普若岗日冰川面积整体上趋于减少,平均每年减少2.11km2;自然保护区年最大冻土深度变化率为-35.7cm·(10a)-1。1999-2013年保护区NDVI增幅达25....