强巴欧珠
西藏林芝市气象局 860000
摘要：冰川作为冰冻圈的重要组成部分，是由多年降雪不断累积变质形成的，具有一定形状、运动着的、较长时间存在于地球寒冷地区的天然冰体。不仅可以作为气候变化的指示器，还储存着全球约80%的淡水资源，是维系干旱区绿洲经济发展和寒区生态系统重要的水资源保障。受气候变暖的影响，过去100年间全球大多数冰川处于萎缩状态，尤其最近几十年呈加速态势。冰川快速萎缩所引起的海平面上升、水资源供给安全等问题已经引起了全球关注。鉴于此，本文将以米堆冰川为例，探讨其面积变化与气候的关系。
关键词：米堆冰川；面积变化；气候关系
1引言
冰川是气候的产物，对气候变化十分敏感，冰川变化是气候变化的必然结果。气候变化影响冰川融水的产生，从而对冰川作用区下游水资源的变化和利用产生影响。冰川变化对气候变化具有一定的指示作用，在一定程度上可以反映气候的变化，尤其在气象观测站点极少或缺乏的偏远山区，山地冰川更是不可多得的气候变化的指示器。
冰川退缩不仅会造成水资源变化、草地恶化和冰川旅游资源恶化等问题，同时还可能导致冰湖溃决、洪水和泥石流等山地灾害。因此，冰川变化及其对生态环境的影响以及冰川变化与气候变化的耦合关系等方面的研究已成为当今科学界炙手可热的课题。
本文将针对米堆冰川面积变化与气候的关系展开探讨。
2研究资料与方法
2.1冰川面积计算
冰川面积大小是计算湖泊水量变化的必要条件。根据能够收集到的资料，本研究主要选用了1∶5 万纸质地形图以及 1∶5 万 DEM 数据，TM、IKO-NOS、ALOS 卫星遥感数据。地形图以及卫星遥感数据资料情况见表1。为减少季节变化对冰川的影响，本研究选用的地图和影像资料的获取时间主要集中在10-12月份。
对于不同类型的数据，采用不同的处理方法。将纸质地形图以300dpi精度扫描成数字图像，然后将扫描后的地形图在ArcMAP中进行几何纠正，纠正的均方根误差(RMSE)控制在5 m以内，投影定义为高斯－克吕格投影。对于分辨率为 30 m 的 TM影像，在 ENVI 中，首先以地形图为基准，对其进行几何纠正，纠正的均方根误差控制在 0.15 个象元(即 5 m)以内。对于高分辨率的 IKONOS/ALOS 影像，利用数字高程模型DEM以及地形图在ENVI中进行正射校正。为了提高解译精度，将获取时间相同(2001 年 IKONOS)或相近(2009 年 ALOS-PRISM与ALOS-AVNIR2)的全色与多光谱影像进行融合，作为同期影像使用。为提高各期冰湖面积的对比精度，鉴于影像间同名地物易于寻找，再次以 2009年 ALOS-PRISM 与 ALOS-AVNIR 融合后的影像为基准影像，对其他各期影像做二次配准。
2.2冰川面积变化原因分析
为了解米堆冰川水量变化的原因，于2010年6月19日-10月30日和2011年6月12日-11月4日两个时段放置美国HOBO公司生产的自动水位计，用于记录米堆冰川监测位置的相对水深和水温变化。水位计设定的记录频率为2次/h，每年监测结束后，取出水位计下载数据后，对获得的数据进行异常值剔除等处理，运用Origin函数绘图软件，得出米堆冰川监测位置6-11月的相对水深和水温变化趋势。
3结果与讨论
3.1结果分析
（1）冰川面积及其变化
从地形图和遥感影像上对米堆冰川边界提取各期面积。其中，TM影像获得时间为1988年11月，为冰川溃决后3个月，冰川一分为二，且不相通，其面积相较于1980年减少了8.41×104m2，减少的比例为1980年时冰川面积的26.9%。1988-2001年，冰川面积仍处于减少之中，减少量为2.37×104m2，减少的比例为1988年冰川面积的10.36%。但2001-2010年，冰川则不断扩张。2001-2007年，面积增加1.66×104m2，年平均增长率为1.35%；2007-2009年，面积增加0.4×104m2，年平均增长率为0.89%；2009-2010年，面积增加0.9×104m2，增长率为4.00%。2001-2010年冰川面积的年平均增长率为1.61%。
（2）冰川储水量及其变化
根据实测的冰川水下地形数据和2010年冰川面积，运用Cut/Fill方法计算获得2010年冰川储水量。在湖岸线相对平缓(等深线相对稀疏)的东北部，2001、2007、2009 年的边界基本重合，因此，这些时段的湖泊面积变化主要是向冰川区扩展，水位变化较小；结合其面积，分别获得冰川 2001、2007、2009年的储水量。根据卫星遥感影像解译的1980、1988年湖泊边界，结合水下地形和DEM，计算1980年和1988 年溃决后的湖泊水量。由于目前缺乏冰川溃决前不久(如1987年冬季)的影像资料，难以了解当时的库容状况，但根据 2011 年 7 月野外实地考察，1988 年溃决前湖面高出现在湖面 17.18 m，假定当时的冰川边界与 1980 年时情形相同，结合 DEM 等提取出当时的湖面面积，并估算其水量。
从冰川储水量上看，从 1980 年至 1988 年溃决前，储水量增加 163.5×104m3，占 1980 年储水量的30.5%；在 1988 年溃决前后，储水量减少 601.83×104m3，占溃决前储水量的86.1%；从1988年溃决后至2001年，储水量继续减少，减少量为8.65×104m3，占 1988 年溃决后的 8.9%；而 2001-2010 年，冰川储水量处于不断增加之中。2001-2007 年，储水量增加 16.12×104m3，占 2001 年的 18.3%，年平均增长率为 2.69×104m3/a；2007-2009 年，储水量增加 2.07×104m3，占 2007 年的 2.0%，年平均增长率为 1.04×104m3/a；2009-2010 年，储水量增加 6.32×104m3，占2009 年的 5.9%。整个 2001-2010 年期间，储水量增加24.56×104m3，年平均增长率为2.73×104m3/a 。
3.2讨论
冰川面积大小一方面是对水量变化的反映，另一方面对于与冰川直接接触的冰湖，其面积的变化也反映了冰川变化对冰湖的影响。由于没有米堆冰川在 1988 年溃决前不久的影像，本文对米堆冰川溃决前后的面积变化仅是通过水位变化进行推算，难以确定溃决前冰川与湖泊的位置关系。但根据 1988 年冰川溃决后与 1980 年的影像/地形图比较，其面积由 31.24×104m2减至 22.84×104m2，减少幅度为26.9%。尽管靠近冰碛垄和冰川出口的位置已经出露大片湖底，但冰湖在靠近冰川一侧的面积却不断扩大，1980 年的冰川区域在 1988 年溃决后已经被湖泊覆盖，反映了大片冰川的迅速消失，可能指示了冰湖溃决前冰川大面积断裂坍塌的事件。李德基和游勇在对米堆冰湖溃决原因的分析中，也认为断裂的冰体冲入湖泊可能是导致水量急剧增长的原因。实际上，西藏地区发生的典型冰湖溃决事件，许多激发原因都与冰体滑坡和管涌有关。1988年冰湖溃决后至2001年，冰湖在靠近冰川的一侧面积又不断收缩，反映了冰川向冰湖方向的快速推移，由于米堆冰川具有较陡的坡度和较高的积累，冰川的这种前进现象可能指示着冰川末端达到某一高程时才呈现相对稳定状态。由于目前的冰川前缘已经退缩到 1988 年溃决后的位置，其再次前进到 2001 年时所在位置或更远处的可能性仍然存在，在合适的补给和动力条件下，这种前进如果是快速突发的，对冰湖水位上升具有极大影响，可能引起溃决的发生。
4结论
(1) 米堆冰川 1988 年发生溃决后，与 1980 年相比，水面面积和水量分别减少了 26.9%和 81.9%。由于溃决出口较大，冰川面积和水量仍出现持续下降。2001 年以来的面积增加和水量增长一方面是冰川融水加强的结果，同时也可能与溃决出口减小有关。
(2) 米堆冰川发生溃决与其补给冰川发生断裂进入湖泊，引起水量迅速增加有关。冰湖的面积变化显示，冰湖溃决后，米堆冰川仍出现向冰湖方向的移动，并在溃决前的位置停留后开始逐渐消融。由于目前的米堆冰川已经由于消融退缩到米堆冰湖溃决后的位置，应密切注意监测其运动可能性。
参考文献
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作者简介：强巴欧珠（1986.06），男，藏族，西藏林芝市米林县人，本科，中级工程师，从事气象工作。