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      冰川变化是气候变化的直接产物并对气候变化表现出明显的响应。在全球变暖背景下，近百年来，青藏高原的冰川出现了大面积萎缩。特别是上世纪80年代以来，冰川退缩速率加剧，青藏高原的冰川持续处于物质亏损状态。海洋性冰川具有对气候变化更加敏感和直接的特点，其变化是气候变化最直接和最明显的指示器。本文选择了我国海洋性冰川发育的典型区域—藏东南岗日嘎布地区，通过野外实地观测，研究了该区海洋性冰川发育的气候特征、冰川变化以及冰川水文特征。并在此基础上，构建了研究区帕隆4号冰川所在流域的半分布式物质平衡-水文模型，尝试用冰川物质平衡观测资料、MODIS积雪数据和径流对模型进行了多目标参数率定。用模型恢复了帕隆4号冰川2008-2010年的物质平衡，分析了该流域径流的组成，模拟了假定气候情景下冰川和冰川径流对气候变化的响应，得到以下主要结论：
      1）研究区气象观测表明：研究区总辐射5月最大，12月最小。若以帕隆4号冰川末端气温连续大于0℃的天数来计算冰川消融期，则研究区冰川的消融期可从5月持续至10月，平均消融期天数长达140天，三年消融期的平均气温为5.87℃。冰川区与非冰川区不同海拔高度带间的气温递减率互有差异，且存在明显的季节变化。冰川区与非冰川区之间的气温递减率冬季小而夏季大。夏季，冰川区与非冰川区之间的气温递减率远大于干绝热递减率，而冬季小于干绝热递减率。冰川区与非冰川区之间的气温递减率远大于冰川区之间的气温递减率。冰川区之间的气温递减率冬季和夏季较小，而春季和秋季较大。冬季和夏季冰川区之间的气温递减率远小于干绝热递减率。迎风坡，降水随着海拔的增加而增加，且降水梯度冬季大于夏季。背风坡，夏季降水随着海拔的增加而减小，冬季降水随着海拔的增加而增加。非冰川区，局地环流受山谷风控制。冰川区风向以向下的冰川风为主。冰川风的风速具有随着海拔的降低加速的特征。
      2）观测期内，研究区所选观测的帕隆4号、10号、12号、94号和390号5条冰川物质平衡均为负平衡，冰川处于持续强烈的物质亏损状态。5条冰川三年的平均物质平衡分别为-1462.6、-1083.78、-1922.2、-1148.00和-1301.5 mm。研究区三年的平均平衡线海拔高度为5454.2m。冰川面积较大、发育海拔分布较高的冰川，如帕隆4号、10号和94号，平衡线高度未超过冰川顶端，在海拔大于5400m之后有雪粒盆发育。积累区面积比率大于25%的冰川，冰川存在稳定的积累区，如帕隆4号、10号。而积累区面积比率小于25%的冰川，积累区极不稳定，在消融强烈的年份，其平衡线高度会超过冰川顶端，出现积累区消失的情况，如2009年帕隆94号和390号冰川。面积较小（特别是面积小于1km2的冰川），发育海拔分布较低的冰川，平衡线高度已接近或超过冰川顶端，冰川积累区极不稳定或不复存在，如帕隆390号和帕隆12号冰川，冰川处于强烈的物质亏损状态。
      3）由于气温、降水条件年际差异较大，夏季消融期帕隆4号冰川末端的径流量年际变化较大，2008年和2010年仅8-10月份径流量差占期间平均流量的13.75%。冰川径流流量的最大值出现于8月，占消融期总流量的30.2%。7月次之，占消融期总流量的30.0%。从消融期各月径流量看，6-9月径流量占整个消融期总流量的96.3%。在消融期末的10月，径流日变化不明显，而在强烈消融的7-8月，径流日变化幅度较大。
      4）用度日因子、改进的度日因子和能量平衡法构建了帕隆4号冰川所在流域的半分布式冰川物质平衡-水文模型。尝试了用冰川物质平衡观测资料、MODIS积雪数据及冰川径流对模型进行了参数率定。结果表明三种方法都能较好的模拟流域内的冰川物质平衡、积雪变化和水文过程，尤其是度日因子法所需驱动数据少而综合模拟效果最好。在度日因子模型的基础上，恢复了帕隆4号冰川2008-2010年的物质平衡，分析了研究区冰川径流的组成，发现该流域中来冰川裸冰、冰川积雪和降水的贡献三年平均分别为32.11%、26.53%和41.36%。三年平均冰川区补给径流量占总径流量的58.64%。模拟了假定气候情景下研究区冰川和冰川径流的变化，发现在温度保持不变，增加降水则抑制该区冰川亏损，反之则加强。在平均温度升高0.5度后，冰川物质平衡完全由温度主控，即使降水量在现有的基础上增加50%也难以抵消因温度升高而导致的冰川消融。径流量将随着温度的升高显著增加。

Abstract III
第一章绪论................................................................................................................................. 1
1.1 论文选题的意义 ............................................................................................................ 1
1.2 研究基础 ........................................................................................................................ 3
1.2.1 海洋性冰川变化 ................................................................................................ 3
1.2.2 冰川水文学的研究进展 .................................................................................... 5
1.3 论文研究目标 ................................................................................................................ 9
第二章研究区概况................................................................................................................... 11
2.1 研究区概况 .................................................................................................................. 11
2.2 研究区气候变化趋势 .................................................................................................. 12
2.3 研究区大气环流背景.................................................................................................. 12
2.4 仪器布设和资料获取情况 .......................................................................................... 12
第三章研究区的气候特征....................................................................................................... 19
3.1 辐射的总体特征 .......................................................................................................... 19
3.1.1 辐射的日变化 .................................................................................................. 19
3.1.2 辐射的季节变化 .............................................................................................. 19
3.1.3 辐射的海拔梯度变化 ...................................................................................... 20
3.2 气温的总体特征 .......................................................................................................... 21
3.2.1 气温和气温递减率的日变化 .......................................................................... 21
3.2.2 气温的季节变化 .............................................................................................. 22
3.2.3 气温递减率的季节变化 .................................................................................. 24
3.3 相对湿度的总体特征 .................................................................................................. 25
3.3.1 相对湿度的季节变化 ...................................................................................... 25
3.3.2 相对湿度的海拔梯度 ...................................................................................... 26
3.3.3 露点温度递减率的季节变化 .......................................................................... 26
3.4 降水的总体特征 .......................................................................................................... 27
3.4.1 三种雨量计的精度比较 .................................................................................. 27
3.4.2 降水量的日变化 .............................................................................................. 28
3.4.3 降水的季节变化 .............................................................................................. 31
3.4.4 降水量的高程效应 .......................................................................................... 31
3.5 局地环流 ...................................................................................................................... 32
3.5.1 风向风速的日变化 .......................................................................................... 32

3.5.2
风速风向的季节变化 ...................................................................................... 33
3.5.3 冰川风 .............................................................................................................. 36
3.6 小结 .............................................................................................................................. 38
第四章研究区冰川变化........................................................................................................... 41
4.1 研究区五条监测冰川的概况 ...................................................................................... 41
4.2 冰川物质平衡特征 ...................................................................................................... 41
4.2.1 冰川物质平衡的观测及计算 .......................................................................... 41
4.2.2 冰川物质平衡计算结果 .................................................................................. 42
4.2.3 冰川的积累和消融特征 .................................................................................. 43
4.3 冰川末端退缩 .............................................................................................................. 47
4.4 冰川表面高程变化 ...................................................................................................... 48
4.5 冰川物质平衡与零平衡线间的关系 .......................................................................... 49
4.6 冰川物质平衡差异的原因 .......................................................................................... 49
4.7 岗日嘎布地区与青藏高原及周边地区的冰川物质平衡比较 .................................. 50
4.8 小结 .............................................................................................................................. 52
第五章冰川水文特征............................................................................................................... 53
5.1 流域概况 ...................................................................................................................... 53
5.2 水文观测 ...................................................................................................................... 53
5.3 消融期冰川径流与气温和降水的关系 ...................................................................... 54
5.4 冰川径流的变化特征 .................................................................................................. 56
5.4.1 冰川径流的年际变化 ...................................................................................... 56
5.4.2 冰川径流的年内分配特征 .............................................................................. 57
5.4.3 冰川径流的日变化 .......................................................................................... 58
5.4.4 冰川径流的滞留特征 ...................................................................................... 59
5.5 小结 .............................................................................................................................. 62
第六章冰川和冰川径流对气候变化的响应........................................................................... 65
6.1 流域概况 ...................................................................................................................... 65
6.2 模型简介 ...................................................................................................................... 65
6.2.1 冰川表面消融的计算 ...................................................................................... 66
6.2.2 降水和融水的汇流 .......................................................................................... 69
6.2.3 模型使用的基础数据 ...................................................................................... 71
6.2.4 气象数据及其插值方法 .................................................................................. 71
6.2.5 优化算法 .......................................................................................................... 73
6.3 模型的校准和验证 ...................................................................................................... 73
6.3.1 目标函数的选取 .............................................................................................. 73

6.3.2
校准期和验证期 .............................................................................................. 74
6.3.3 模型中参数设置 .............................................................................................. 75
6.4 模型的模拟结果 .......................................................................................................... 76
6.4.1 度日因子模型 .................................................................................................. 76
6.4.2 改进的度日因子3 ........................................................................................... 78
6.4.3 能量平衡模型 .................................................................................................. 80
6.5 No.4号冰川的物质平衡、平衡线高度和积累区面积比率..................................... 82
6.6 径流组成 ...................................................................................................................... 84
6.7 冰川径流对气候变化的响应 ...................................................................................... 85
6.8 小结 .............................................................................................................................. 87
第七章结论与展望................................................................................................................... 89
7.1 主要结论 ...................................................................................................................... 89
7.2 本文的不足 .................................................................................................................. 90
7.3 展望 .............................................................................................................................. 90
参考文献....................................................................................................................................... 93
个人简介..................................................................................................................................... 103
致谢 ..................................................................................................................................... 105