基于遥感和GIS的青藏高原积雪时空变化及影响因子分析

发布时间：2017-12-14 18:29

本文关键词：基于遥感和GIS的青藏高原积雪时空变化及影响因子分析

【摘要】：积雪是气候变化的指示器,其变化对地球能量和辐射平衡以及水分循环产生深刻的影响。研究积雪与气候、地形的关系,是气候变化区域响应的最好实证。青藏高原是北半球中纬度海拔最高、积雪覆盖最大的地区,由于其所处的特殊地理位置和地形地势,以及高原积雪对我国乃至东亚地区天气气候的重要影响,揭示青藏高原积雪的时空变化规律,分析影响高原积雪变化的主要影响因素,无疑非常重要。本研究以青藏高原为研究区,利用MODIS雪盖产品、被动微波遥感反演逐日中国雪深长时间序列数据集、气象站点观测数据(包括平均气温、降水量、风速和日照时数)、DEM、地表温度等数据,采用GIS空间分析、地统计方法及非参数Mann-Kendall分析法,系统分析了青藏高原雪深、雪盖和雪线的时空变化规律及其与气候因素、地形因子和地表温度等影响因素之间的关系,可为该地区开展融雪径流模拟、积雪时空变异规律及驱动因子等研究提供重要参考信息。主要结果如下： (1)近32年来,青藏高原雪深呈显著增加趋势,增加速率为0.26cm/10a,其中昆仑高寒荒漠地带雪深增加最为明显,增加速率达0.73cm/10a,东喜马拉雅南翼山地雪深减少最为明显(-0.34cm/10a)。20世纪80年代到90年代青藏高原雪深呈逐步增加趋势,21世纪初变化平稳。青藏高原4个季节雪深变化均呈现为上升趋势,尤以冬季增加最为明显,增加速率达0.57cm/10a。青藏高原东南、西部和南部为雪深分布高值区。 (2)逐像元回归分析表明,青藏高原雪深呈增加趋势的像元数占全区像元总数的67.1%,其中有91.3%为轻度和中度增加,主要分布在高原北部和西部；最大雪深变化基本维持在-0.1～0.1cm/a(45.47%)之间,在昆仑北翼山地、柴达木山地、羌塘高寒地带南部等局部地区最大雪深有增加趋势,主要是轻度增加,面积比例为36.66%。果洛那曲高寒地带、青南高寒地带和羌塘高寒地带为青藏高原积雪深度异常变化敏感区。 (3)2001-2010年青藏高原雪盖面积变化总体呈缓慢波动减少趋势,减小速率为-2.09万km2/10a。高原在7、8月仍存在大面积常年积雪,春季积雪覆盖率最大。高原积雪分布不均匀,存在显著的区域特征,呈补丁状分布,整体形成了四周山地积雪多,而腹地积雪少的空间分布格局。 (4)2001-2010年青藏高原全区年平均雪线变化趋势呈微弱下降,2006-2010年各分区雪线变化比较明显,其中东喜马拉雅南翼山地和昆仑北翼山地雪线呈明显下降趋势,其余各分区雪线则表现为明显上升趋势。高原雪线空间分布基本上是从边缘向内部,自东南向西北逐步升高的态势,而且东南和西北部雪线分布密集、复杂,而中部雪线相对较稀疏,且高、低值区分别与山脉和河谷分布相对应。 (5)青藏高原积雪与气候因素存在明显的相关关系,分析表明,春季,青藏高原雪深和雪盖面积变化主要受风速影响；冬季,高原雪深变化对风速更敏感,相比之下,雪盖面积则主要受降水和气温的共同作用；夏季,风速在高原雪线变化中占主导地位。积雪深度、雪盖面积与地表温度呈显著负相关,相关系数分别高达-0.909、-0.580,同一时间内有雪覆盖地区的平均温度要比无雪区域平均温度低近6℃。 (6)青藏高原积雪分布受地形影响明显,随着海拔升高、月份推移,雪深分布向高位相变化明显,最大雪深随高程、坡度的增加而增加,最大雪深空间变异随高程的增加而下降,但其随坡度的增加而呈上升趋势；从10月到次年5月,平均雪深在高程82～2482m和6082～7682m受坡度和坡向影响较高程2482～6082m要偏大。回归分析表明,高原雪深分布受到高程和坡度的双重影响,高程是雪深分布的主要影响因子,在高程82～3282m坡度的空间差异对平均雪深空间变异的影响具有明显正效应。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P407;P208;P426.635

【参考文献】

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