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最新研究：亚洲高山区442个冰湖水位年际变化整体处于动态平衡
中国科学院青藏高原研究所三极观测与大数据团队联合中外合作伙伴，最新完成“亚洲高山区冰湖水位空间格局与变化速率”研究显示，2019年至2023年间，亚洲高山区442个冰湖的水位年际变化整体处于动态平衡。
这项高山冰湖领域的重要研究，由中国科学院青藏高原研究所李新、郑东海研究员领衔，与兰州大学、中南大学和英国利兹大学、奥地利格拉茨技术大学的科研同行合作完成，成果论文近日在综合性学术期刊《国家科学评论》(NSR)发表。
论文第一作者、中国科学院青藏高原研究所与兰州大学联合培养博士研究生汪赢政介绍说，基于2019年至2023年相关卫星的激光和雷达测高数据，以及周期波动模型，本项研究系统测量了亚洲高山区冰湖水位空间格局、年际变化速率及年内波动幅度，并解析其环境驱动机制。
研究结果显示，2019年至2023年间，亚洲高山区442个冰湖的水位年际变化整体处于动态平衡。不同区域的冰湖水位变化存在显著差异，尤其是中/东喜马拉雅、天山西北部和念青唐古拉山区域的冰湖水位呈上升趋势，而准噶尔阿拉套、东昆仑山等地区则表现为水位下降；冰湖水位年内波动幅度均值为0.58±0.06米，中值为0.29±0.02米；空间上，中喜马拉雅、天山西北部等区域的水位波动较为剧烈。
分析发现，冰湖水位的年际变化速率受冰湖封闭状态和冰川影响，而年内波动幅度受年内降水和地形坡度控制。此外，水位变化显著区域(中/东喜马拉雅、念青唐古拉山及天山西北部)与历史冰湖溃决洪水(GLOF)事件高发区高度重合，凸显水位监测对理解冰湖溃决洪水的重要性。
论文共同通讯作者李新和郑东海研究员指出，亚洲高山区升温速率是全球平均值的两倍多，使得该区域冰川物质加速消融，冰湖数量与面积显著增加。此外，亚洲高山区下游密集分布着人口与基础设施，使其成为全球最易受冰湖溃决洪水影响的地区。冰湖溃决洪水发生受冰川—冰湖—环境—坝体等多因素控制，其中冰湖水位变化会威胁坝体稳定性。
冰湖水位的长短期变化均是受水源流入与流出驱动：长期静水压力超限可致坝体破裂，触发冰湖溃决洪水；崩塌、强降水等突发事件引起的水位瞬时激增，则通过涌浪越顶或破坏坝体，引发冰湖溃决洪水。
现场测量虽可提供精确数据，但存在劳动强度大、资源消耗高等缺点，且仅能覆盖低海拔地区的少数可接近冰湖。遥感技术凭借长时序、广覆盖等优势，成为冰湖监测的有效手段。当前已有10年、5年甚至逐年的亚洲高山区冰湖面积研究，不过，冰湖水位动态监测仍存不足，尤其是该地区冰湖分布范围广、数量多，且多为狭窄形状的小型冰湖。
李新表示，本项研究提出的遥感测量方法有望为全球冰湖水位监测提供技术参考，所获结果能够量化冰川融水对冰湖容积变化的贡献，并为冰湖溃决洪水风险评估与溃决洪水模拟等提供关键数据。
他认为，此次研究意义主要体现为遥感技术创新和科学发现价值两方面。遥感技术创新上，通过整合相关卫星的激光与雷达测高数据，突破传统监测局限，实现了对亚洲高山区442个冰湖的高精度、大范围、长时序水位监测，为冰湖研究提供了全新技术路径。
科学发现价值上，突破传统仅关注冰湖面积变化的局限，首次系统揭示冰湖水位动态特征，结果表明亚洲高山区冰湖水位总体呈动态平衡，但中/东喜马拉雅等地区水位上升与历史冰湖溃决洪水高发区高度吻合，这一发现为冰湖溃决洪水风险评估提供了关键科学依据。(完)
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