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青藏高原冰川厚度與湖泊水位的時空變化研究

發(fā)布時間:2020-11-13 22:17
   青藏高原是中低緯度地區(qū)最大的現(xiàn)代冰川分布區(qū),其冰儲量約占亞洲冰儲量的29.2%,中國冰儲量的81.6%,同時也包含了1091湖泊,被稱作“亞洲水塔”,是長江、黃河、瀾滄江–湄公河、雅魯藏布江、恒河、印度河等眾多河流的發(fā)源地。隨著全球氣候變暖,近些年的相關(guān)研究表明青藏高原一些區(qū)域的冰川正經(jīng)歷了嚴重的退縮,影響了青藏高原湖泊及其水儲量的變化。因此,研究青藏高原的冰川變化和湖泊變化具有重要意義。ICESat激光雷達傳感器獲取的高程數(shù)據(jù)具有高精度、小腳印等優(yōu)勢,在本論文被用作主要數(shù)據(jù)源來提取冰川厚度變化以及湖泊水位變化信息。論文的主要成果與結(jié)論如下:(1)發(fā)展了基于ICESat數(shù)據(jù)平面擬合冰川厚度提取算法,主要利用曲面方程代替平面方程來生成差分方程算法,減少了因平面方程不能很好地描述復(fù)雜冰川地形而引起的誤差,從而使改進算法適用于復(fù)雜地形條件下冰川厚度變化率提取。(2)結(jié)合ICESat測高數(shù)據(jù)和30 m的SRTM DEM數(shù)據(jù)提取了青藏高原所有ICESat測高數(shù)據(jù)覆蓋的冰川厚度和湖泊水位2003到2009年的變化信息。在90%置信度條件下,共得到154個冰川的厚度變化以及111個湖泊的水位變化。結(jié)果顯示青藏高原南部區(qū)域的冰川厚度呈現(xiàn)嚴重降低趨勢,而青藏高原的北部昆侖山脈區(qū)域冰川厚度呈現(xiàn)穩(wěn)定或增加的趨勢;青藏高原的湖泊水位在內(nèi)流區(qū)以及三江源地區(qū)有明顯上升趨勢,在青藏高原南部雅魯藏布江流域以及沿喜馬拉雅山脈一帶呈現(xiàn)降低或穩(wěn)定趨勢。(3)利用HydroSHEDS流域數(shù)據(jù)建立了青藏高原湖泊及其上游冰川的對應(yīng)關(guān)系,共得到42個具有一一對應(yīng)關(guān)系的冰川厚度和湖泊水位變化信息,并結(jié)合氣象因子(降水、實際蒸散和氣溫)對形成不同冰川厚度與湖泊水位變化模式的原因進行了初步的探究。結(jié)果得出冰川厚度增加的區(qū)域,其對應(yīng)的湖泊水位也處于增加趨勢,主要分布在青藏高原北部內(nèi)流區(qū)沿昆侖山區(qū)域,降水增加是湖泊水位增加的主要因素;冰川厚度降低的區(qū)域,其對應(yīng)的湖泊水位變化不相同,湖泊水位呈增加趨勢的區(qū)域主要分布在三江源地區(qū),降水增加以及冰川融化加劇的影響是水位呈現(xiàn)明顯上升的主要原因,湖泊水位呈降低趨勢的區(qū)域主要分布在沿岡底斯山脈和喜馬拉雅山脈區(qū)域,主要是受降水減少的影響,同時冰川融水的增加延緩了湖泊水位降低的速率。
【學位單位】:中國科學院大學(中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2017
【中圖分類】:P343.6
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 冰川變化研究演進
        1.2.2 冰川末端和長度監(jiān)測
        1.2.3 冰川面積變化監(jiān)測
        1.2.4 冰川厚度變化監(jiān)測
        1.2.5 青藏高原地區(qū)冰川變化現(xiàn)狀
        1.2.6 青藏高原地區(qū)湖泊變化現(xiàn)狀
    1.3 科學問題的提出
    1.4 主要研究內(nèi)容
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 數(shù)據(jù)介紹
    2.1 ICESat/GLAS數(shù)據(jù)
        2.1.1 ICESat衛(wèi)星任務(wù)
        2.1.2 GLAS數(shù)據(jù)產(chǎn)品
        2.1.3 GLA14產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理流程
    2.2 其他數(shù)據(jù)
        2.2.1 第二次冰川編目數(shù)據(jù)
        2.2.2 湖泊邊界數(shù)據(jù)(MODIS)
        2.2.3 SRTM DEM數(shù)據(jù)
            2.2.3.1 SRTM DEM數(shù)據(jù)與ICESat數(shù)據(jù)的精配準
            2.2.3.2 SRTM DEM空值處理
        2.2.4 HydroSHEDS流域數(shù)據(jù)
        2.2.5 氣象數(shù)據(jù)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于ICESat數(shù)據(jù)的冰川厚度變化算法
    3.1 引言
    3.2 方法與改進
        3.2.1 平面擬合法
        3.2.2 平面方程的改進
        3.2.3 基于SRTM-DEM數(shù)據(jù)對p值的選擇
    3.3 數(shù)據(jù)與實驗區(qū)域
        3.3.1 實驗區(qū)域
        3.3.2 數(shù)據(jù)集
    3.4 改進方法在實驗區(qū)的結(jié)果
    3.5 討論
        3.5.1 假設(shè)
        3.5.2 冰川表面形變對平均冰川厚度變化率的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 青藏高原冰川厚度變化及湖泊水位變化提取
    4.1 引言
    4.2 數(shù)據(jù)及方法
        4.2.1 數(shù)據(jù)集
        4.2.2 方法
            4.2.2.1 年變化趨勢回歸方法
            4.2.2.2 不同求解方式的抗噪性評估
            4.2.2.3 冰川厚度和湖泊水位提取結(jié)果的篩選
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 冰川厚度變化
        4.3.2 湖泊水位變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 湖泊水位變化及其對應(yīng)冰川厚度變化的時空變化分析
    5.1 引言
    5.2 數(shù)據(jù)及方法
    5.3 湖泊水位變化及其對應(yīng)冰川厚度變化提取結(jié)果
    5.4 影響因素分析
        5.4.1 不同變化模式區(qū)域氣象因子的趨勢分析
        5.4.2 降水與湖泊水位變化以及冰川厚度變化的相關(guān)性分析
        5.4.3 降水與蒸散發(fā)年際變化對三種變化模式的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
數(shù)據(jù)下載鏈接
致謝
碩士期間發(fā)表論文情況

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本文編號:2882718

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