地球科学进展

地球科学进展 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (7): 726 -736. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2024.050

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羌塘高原极大陆型冰川厚度分布模拟与冰储量估算
梁鹏斌 1 , 2( ), 牟建新 3, 高永鹏 4( ), 田立德 5, 李林涛 1 , 2   
  1. 1.青海理工学院 生态与环境科学学院，青海 西宁 810000
    2.青海省高原气候变化及其生态环境效应 重点实验室，青海 西宁 810000
    3.中国科学院西北生态环境资源研究院 冰冻圈科学与冻土工程 重点实验室，甘肃 兰州 730000
    4.云南师范大学 地理学部，云南 昆明 650500
    5.云南大学 国际河流与生态安全研究院，云南 昆明 650500
  • 收稿日期:2024-05-16 修回日期:2024-06-19 出版日期:2024-07-10
  • 通讯作者: 高永鹏 E-mail:pbliang@qhnu.edu.cn;gyp1991@ynnu.edu.cn
  • 基金资助:
    青海省“昆仑英才”人才引进科研项目(2023-QLGKLYCZX-001);青海理工学院新进教师硕博论文延伸计划项目(2023011wys007)

Ice Thickness Simulation and Storage Estimation of the Extreme Glaciers on the Qiangtang Plateau

Pengbin LIANG 1 , 2( ), Jianxin MU 3, Yongpeng GAO 4( ), Lide TIAN 5, Lintao LI 1 , 2   

  1. 1.Faculty of Ecology and Environmental Sciences, Qinghai Institute of Technology, Xining 810000, China
    2.Qinghai Provincial Key Laboratory of Plateau Climate Change and Corresponding Ecological and Environmental Effects, Xining 810000, China
    3.Key Laboratory of Cryospheric Science and Frozen Soil Engineering, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
    4.Faculty of Geography, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
    5.Institute of International Rivers and Eco-Security, Yunnan University, Kunming 650500, China
  • Received:2024-05-16 Revised:2024-06-19 Online:2024-07-10 Published:2024-07-29
  • Contact: Yongpeng GAO E-mail:pbliang@qhnu.edu.cn;gyp1991@ynnu.edu.cn
  • About author:LIANG Pengbin, Lecturer, research area includes cryospheric dynamics and climate effects. E-mail: pbliang@qhnu.edu.cn
  • Supported by:
    the Top-notch Talent of the Qinghai Province ‘Kunlun Talent’ High-end Innovation and Entrepreneurship Talent’ Program(2023-QLGKLYCZX-001);The Researcher Development Program of Qinghai Institute of Technology(2023011wys007)
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冰川厚度与储量是未来冰川变化预测、可用淡水资源估计以及潜在海平面上升评估等冰川学研究的前提。基于我国西部31条冰川实测探地雷达厚度数据，对GlabTop2冰厚模型进行参数校正和优化，模拟羌塘高原冰川厚度分布并评估冰川水资源总量，结果表明： ① GlabTop2模型模拟的冰川平均厚度与实测平均厚度较接近，二者相关性为0.87，均方根误差为18.2 m，模型对冰川厚度的高估和低估分别为9%和-17%，模型模拟冰川中流线基岩地形形状的能力优于剖面基岩形状； ② 2022年羌塘高原冰川储量为（177.6±26.6） km3，平均冰川厚度为（88.2±12.3） m，冰储量集中分布在5 600~6 200 m，为（148.28±22.24） km3，占整个羌塘高原冰川总储量的84.4%，其余高程带冰储量分布相对较少。

关键词: 羌塘高原, 冰川储量, 探地雷达, GlabTop2模型

Ice thickness and storage are prerequisites for glaciological studies that predict future glacier changes, estimate available freshwater resources, and assess potential sea level rise. Based on Ground-Penetrating Radar (GPR) thickness data from 31 glaciers in western China, the parameters of the GlabTop2 (Glacier Bed Topography) model were calibrated and optimized. The simulation of ice thickness on the Qiangtang Plateau and the assessment of the total amount of glacier water resources revealed the following results: ① The average ice thickness simulated by the GlabTop2 model closely matched the measured average thickness, with a correlation of 0.87 and root-mean-square error of 18.2 m. Overestimation and underestimation of ice thickness by the model were 9% and -17% respectively. The ice thickness distribution along flow was better captured than the distribution across flow; ② The GlabTop2 model estimated that the ice storage of glaciers on the Qinghai-Xizang Plateau in 2022 was (177.6±26.6) km3, with an average ice thickness of (88.2±12.3) m. The glacier volume was mainly distributed between 5 600 and 6 200 m, amounting to (148.28±22.24) km3, which accounted for 84.4% of the total glacier volume of the Qiangtang Plateau. The glacial volumes in the other elevational bands were relatively small.

Key words: Qiangtang Plateau, Glacier storage, Ground penetrating radar, GlabTop2 model

中图分类号: 

图1 羌塘高原位置示意图
Fig. 1 The location of the Qiangtang Plateau
图2 31条厚度监测冰川的地理位置分布
Fig. 2 Geographic location of 31 monitoring glaciers
图3 GlabTop2模型模拟的31条冰川厚度空间分布
Fig. 3 Thickness distribution of 31 glaciers modelled by the GlabTop2 model
图4 基于GlabTop2模型的羌塘高原冰川厚度空间分布
Fig. 4 Thickness distribution of Qiangtang Plateau glacier based on the GlabTop2 model
图5 基于GlabTop2模型的羌塘高原冰川厚度与体积分布特征
Fig. 5 Thickness and volume distribution characteristics of Qiangtang Plateau glaciers based on the GlabTop2 model
图6 31条冰川实测与GlabTop2模型模拟的平均冰川厚度对比
Fig. 6 Comparison of measured and modelled ice thickness of the GlabTop2 model
图7 GlabTop2模型模拟的冰川剖面形状与GPR实测结果对比
Fig. 7 Comparison between estimated and measured bedrock topographies of cross-sectional profiles derived from the GlabTop2 model
图8 GlabTop2模型模拟的冰川中流线形状与GPR实测结果对比
Fig. 8 Comparison between estimated and measured bedrock topographies of longitudinal-sectional profiles derived from the GlabTop2 model
表1 GlabTop2模型敏感性分析
Table 1 Sensitivity analysis of the GlabTop2 model
形状因子（f） 羌塘1号冰川 羌塘2号冰川 老虎沟12号冰川
最大厚度（Tmax）/m 平均厚度（Tmean）/m 体积（V）/km3 最大厚度（Tmax）/m 平均厚度（Tmean）/m 体积（V）/km3 最大厚度（Tmax）/m 平均厚度（Tmean）/m 体积（V）/km3
0.60 188.3 83.9 0.15 181.3 85.7 0.33 319.5 143.1 2.92
0.65 174.7 77.7 0.14 168.1 79.3 0.31 296.7 132.2 2.69
0.70 159.7 71.9 0.13 157.6 73.6 0.29 280.2 122.7 2.50
0.75 153.1 67.1 0.12 148.9 68.7 0.27 258.6 114.5 2.33
0.80 143.1 62.9 0.11 136.6 64.4 0.25 242.4 107.4 2.19
0.85 135.5 59.5 0.10 130.4 60.6 0.24 226.7 101.1 2.06
0.90 132.9 59.4 0.10 129.5 60.6 0.24 216.7 95.4 1.95
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