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喜马拉雅西段冰川对气候变化的响应:地形与形态参数贡献量化研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月27日 来源:Remote Sensing Applications: Society and Environment 3.8
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本研究针对喜马拉雅西段冰川消融异质性难题,通过多元线性回归模型量化了地形与形态参数(如海拔、坡度、末端类型、碎屑覆盖等)对冰川变薄的控制作用。研究发现,在Himachal Himalaya地区,冰川末端类型(湖终止冰川比陆地终止冰川多变薄0.23±0.09 m/year)、平均海拔和坡度是主导因素;而在Kashmir Himalaya,碎屑覆盖扩展、末端海拔和坡度起关键作用。该研究为预测未来水资源分布提供了关键参数化依据,对HMA(High Mountain Asia)地区水安全管理具有重要科学价值。
在全球气候变化背景下,被称为"亚洲水塔"的High Mountain Asia(HMA)正经历着冰川加速消融的严峻挑战。这片被称为"第三极"的区域,其冰川资源维系着近20亿人口的用水需求,但冰川质量损失却呈现出显著的空间异质性。传统研究多聚焦于气候因素,然而越来越多的证据表明,地形和形态参数(如碎屑覆盖、末端类型、坡度等)在调控冰川响应中扮演着关键角色。这种认知的缺失严重制约了对未来水资源变化的预测能力,特别是在喜马拉雅西段这样的生态敏感区。
为破解这一科学难题,研究人员选取Himachal Himalaya和Kashmir Himalaya两个气候均一性较好的区域,采用多元线性回归(Multiple Linear Regression)结合逐步回归筛选技术,系统量化了8个关键参数(最大海拔、平均海拔、末端海拔、坡度、坡向、冰川面积、末端类型和碎屑覆盖)对冰川变薄的贡献。研究创新性地将分类变量(如末端类型)纳入统一模型,克服了传统单参数回归的局限性。
技术方法上,研究首先基于2000-2019年的遥感数据获取冰川厚度变化,随后计算各冰川的地形形态参数。通过反向逐步选择(backward stepwise subset selection)筛选显著预测因子,最终建立最小二乘回归模型量化参数贡献。研究区域划分为Chandra-Bhaga盆地(CBB)和Suru-Zanskar盆地(SZB)以保证气候一致性。
研究结果部分:
Himachal Himalaya:
冰川末端类型成为最具影响力的参数,湖终止冰川比陆地终止冰川年均多变薄0.23±0.09 m。海拔每升高100米,变薄速率减少0.01±0.004 m/year;坡度每增加10%,变薄减少0.19±0.03 m/year。地形形态参数共同解释了>30%的变薄异质性。
Kashmir Himalaya:
碎屑覆盖扩展每增加10%,变薄速率降低0.08±0.02 m/year。与Himachal区域相反,末端海拔每升高100米导致变薄增加0.01±0.003 m/year。坡度效应更为显著,10%坡度增加对应变薄减少0.28±0.04 m/year。这些参数共同解释了>50%的变薄差异。
讨论与结论指出,该研究首次在喜马拉雅西段实现了地形形态参数的定量化解析,揭示了不同亚区域主导参数的差异性:Himachal区域更受冰川动力学参数(末端类型、平均海拔)控制,而Kashmir区域则更多受表面特征(碎屑覆盖)影响。这种差异可能与区域特有的冰川演化阶段有关。研究特别强调,传统上认为具有保护作用的厚碎屑覆盖,在某些情境下可能加速冰川消融,这一发现挑战了既有认知。
论文发表在《Remote Sensing Applications: Society and Environment》,其重要意义在于:1)建立了可推广的参数化模型,为冰川水文预测提供新工具;2)证实了非气候因素在冰川响应中的决定性作用;3)为区域差异化的水资源适应策略提供科学依据。作者Supratim Guha等建议未来研究应整合更多微观参数(如冰内排水系统),并扩大至整个HMA区域验证模型普适性。这项研究标志着冰川变化机制认知从气候主导范式向多因子交互范式的重大转变。
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