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使用多源遥感监测高亚洲冰冻圈动态及其对内流湖泊 的影响 § ， § ， § 1 2 3 2 3 1* 2* 李刚 柳林 孙永玲 林珲 江利明 1 香港中文大学 太空与地球信息科学研究所，香港 2 中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室，武 汉430077 3 中国科学院大学，北京100049 *通讯作者，Email：huilin@cuhk.edu.hk, jlm@whigg.ac.cn §，三位作者对此文贡献相等 摘要:高亚洲地区作为世界屋脊，分布有大量低纬度高海拔冰川。作为对全球变 化的响应，近几十年来该地区冰冻圈与水圈发生了明显变化诸如冰川退缩以及内 流湖泊扩展等。本研究中，我们使用多源遥感数据研究了冰冻圈动态以及其对内 陆湖泊的影响。我们使用了地形差分方法估计了普若岗日冰原的冰物质平衡及使 用雷达干涉方法测量了冰川流速以辨识冰川跃动信号。我们使用地形差分方法估 计了念青唐古拉山地区的冰川物质平衡信息，并分析了冰川消融对纳木错湖水量 增长的贡献率。另外，针对SLC-off Landsat 7 ETM+影像，我们开发了一种基于 偏移量估计的新方法，使其能用于山地冰川流速监测。 1）跃动冰川是运动速度具有缓慢与快速周期性交替变化特征的冰川。监测跃动 冰川的周期性变化对于研究冰川的动力学机制和质量平衡具有重要意义。目前， 在高亚洲地区发现的跃动冰川，绝大部分都位于喀喇昆仑山、帕米尔及西昆仑山 等地区，而对于青藏高原中部跃动冰川的研究还几乎没有开展。 本文利用卫星InSAR 技术探测青藏高原中部普若岗日冰原的跃动冰川。普若岗 2 日冰原青藏高原最大的现代冰原，覆盖范围位420 km 。我们辨别跃动冰川的主 要方法如下：（1）首先利用2012 年获取的一对TerraSAR-X/Tandem-X 数据， 生成一幅高精度的DEM，并与SRTM-X DEM 进行差值处理，以生成普若岗日冰 原2000-2012 年的高程变化；（3）利用D-InSAR 技术，分别处理一对1996 年 获取的一对2009 年一月20 日及三月7 日获取的ALOS PALSAR 数据，从而得到 冰原的两期冰流速度结果。 冰厚变化由地形差分方法获取，值得注意的是在普若岗日冰原西部有一条冰川 （WGSS 编号5Z213E0012）末端发生明显增厚。之前的工作显示冰川末端前进 了515m，期间2010-2011 的速度为43m/yr 。因此，考虑到末端堆积增厚以及 前缘前进，我们初步判断该冰川为跃动冰川。但2009 年的PALSAR 影像干涉显 示出该冰川的速率仅为3m/yr，所以我们并不能确定现在改冰川是否处于活跃期。 以后的工作将会对此验证。 2）念青唐古拉山冰川物质平衡以及对纳木错增长的贡献率 2 念青唐古拉山位于青藏高原内东南部，2001 年时冰川覆盖范围约为795Km ， 其西北坡位于青藏高原第二大湖泊纳木错流域内部，并补给纳木错湖泊。后者 2003-2009 年水位增长速率为0.26m/a，显示出念青唐古拉冰川可能加速退缩。 为了定量分析念青唐古拉山冰川物质平衡以及冰川物质亏损对纳木错增长的贡 献，我们以2000 年获取的双波段SRTM 地形为基础，并使用TanDEM 任务双站 模式于2011 至2014 年间获取的六对雷达影像构建地形，采用地形差分手段探 测其间冰面高程变化及冰川物质平衡。对X 波段SRTM 覆盖区域，由于波长相 同因此雷达穿透深度差异得到避免；而在X 波段SRTM 未覆盖区域，我们采用 邻近区域的C 波段与X 波段SRTM 差分获取的雷达波穿透深度差异，约为1.56m