李志杰， 王寧練，3， 侯姍姍

（1.陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點實驗室，陜西西安 710127； 2.西北大學城市與環(huán)境學院地表系統(tǒng)與災害研究院，陜西西安 710127； 3.中國科學院青藏高原地球科學卓越創(chuàng)新中心，北京 100101）

0 引言

躍動冰川指周期性發(fā)生快速運動的冰川，當冰川發(fā)生躍動時其運動速度可達到平時的數(shù)倍乃至上百倍，進而引起冰川物質的快速轉移和重新分布［1-2］。盡管躍動冰川數(shù)量僅占全球冰川的約1%，但其重要影響卻不可忽視［3］。一方面，探究冰川發(fā)生躍動的原因機制有助于拓展當前對于冰川變化的認識；另一方面，監(jiān)測躍動冰川可為防災減災提供重要支撐［4］。冰川躍動可能直接導致冰湖潰決洪水、冰川融水泥石流、高山堰塞湖等一系列自然災害，對下游地區(qū)產(chǎn)生重大威脅［5］。例如，2015 年5 月新疆公格爾九別峰北坡的克拉牙依拉克冰川發(fā)生躍動，造成部分草場和房屋被冰體淹沒沖毀［6］。因此，關注和監(jiān)測躍動冰川具有十分重要的科學和現(xiàn)實意義。

近年來“帕米爾-喀喇昆侖異常”現(xiàn)象受到了廣泛關注，多項研究表明自1970s 以來，帕米爾、喀喇昆侖、西昆侖等地區(qū)的冰川接近或處于正平衡狀態(tài)，基本保持穩(wěn)定甚至有擴張現(xiàn)象［7-9］。躍動冰川的大量存在是“帕米爾-喀喇昆侖異?！爆F(xiàn)象的突出特征，由此蘊含的冰川災害風險也在不斷增大［4］。帕米爾躍動冰川主要分布在高原西北部和東部，Goerlich 等［10］利用多源DEM 和Landsat 影像對帕米爾躍動冰川進行了編目，認為該地區(qū)有多達186 條冰川發(fā)生過躍動現(xiàn)象，其中也包括本研究中的North Kyzkurgan冰川，但Goerlich等未深入分析這些冰川的躍動過程，其編目結果也存在一定的不確定性。Kotlyakov 等［11］利用多源影像和實地調(diào)查資料對西帕米爾冰川進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)1960—2003 年有19 條冰川發(fā)生躍動。Lü 等［12］利用Landsat ETM+/OLI、ASTER 影像對東帕米爾昆蓋山冰川進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)1999—2016 年有9 條冰川發(fā)生躍動。此外，Wendt等［13］、張震等［14］還分別報道了Fedchenko 冰川的Bivachny 支冰川、昆蓋山5Y663L0023 冰川的躍動現(xiàn)象，深入分析了冰川躍動的過程與機理。關于2015年5 月的東帕米爾克拉牙依拉克冰川躍動事件，Shangguan 等［15］、張震等［6］、馮力力等［16］分別進行了報道。因此在總體上，當前對于帕米爾躍動冰川的認識多集中在局部區(qū)域或特定冰川，而對多數(shù)躍動冰川缺乏深入研究，對其躍動時間、過程、周期以及最新的動態(tài)變化等尚缺乏基本了解。

躍動冰川具有明顯的表面特征，如末端在數(shù)月或數(shù)年內(nèi)突然前進、冰面裂隙發(fā)育和破碎化、積蓄區(qū)和接收區(qū)高程的劇烈波動、冰流速突然加快至平時的數(shù)倍到數(shù)十倍等，通過這些特征可有效的識別和監(jiān)測躍動冰川［1，17］。遙感和GIS技術的快速發(fā)展，為山地冰川的監(jiān)測研究提供了有效的技術手段。通過多源遙感影像和DEM 等對山地冰川開展聯(lián)合監(jiān)測，可有效識別出冰川躍動導致的面積、高程、流速變化［18］。本文以帕米爾中部近50 年來面積、高程、流速變化極為顯著的North Kyzkurgan 冰川為研究對象，利用1973 年以來的Landsat 影像、ASTER立體像對和ITS_LIVE 數(shù)據(jù)產(chǎn)品，揭示了該冰川的完整躍動發(fā)生過程，并對躍動周期、躍動原因等進行了探討，以深化對于帕米爾躍動冰川的認識。

1 研究區(qū)概況

帕米爾高原指位于高亞洲西部，阿賴山以南，興都庫什山以北的廣闊高原山地，面積超過12×104km2（圖1）。帕米爾高原地形高峻，西部發(fā)育了一系列呈西南—東北走向的平行山脈和山間河谷，使得濕潤的西風氣流可以順坡爬升，帶來豐富的降水，因此發(fā)育了面積廣闊的山地冰川［19］。North Kyzkurgan 冰川（G072447E38852N）位于帕米爾高原中部，是一條典型的復式山谷冰川，末端有少量表磧覆蓋。 2020 年時冰川面積為（26.27±0.50）km2，最大長度約9.4 km，平均高程4 960 m，平均坡度約16°。若以雪線高度（4 700 m）劃分［20］，該冰川的積累區(qū)面積比率超過0.8，冰川作用正差約1 000 m。Fedchenko氣象站位于研究冰川以西約20 km，該站的觀測資料表明1935—1990 年該地區(qū)年均氣溫約為-6.9 ℃，年均降水量約為1 200 mm且以降雪為主，極低的氣溫和豐富的降雪為該冰川提供了充足的物質補給。

圖1 North Kyzkurgan冰川的地理位置Fig. 1 Geographic location of the North Kyzkurgan Glacier

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 遙感影像

本研究使用了1973—2020 年的20 景Landsat MSSTMETM+OLI 影像，這些影像均為L1T 級產(chǎn)品，由USGS（United States Geological Survey）進行了系統(tǒng)輻射校正和幾何校正，并結合DEM 進行了地形校正（表1）。由于Landsat 系列影像有相當高的正射校正精度，達到1/2 像元左右，因此本研究直接利用Landsat 影像開展冰川變化研究［17，21］。本研究還選用了獲取于2002 年、2009 年、2014 年、2020年的4 對ASTER 立體像對，以提取不同時期的DEM，探究冰川躍動前、躍動中和躍動后的表面高程變化（表1）。為避免季節(jié)性積雪、云、山地陰影的影響，本研究盡可能選取了消融季末期，冰川區(qū)無云、陰影覆蓋的影像。Landsat 影像來源于USGS（http：//glovis. usgs. gov），ASTER 立體像對來源于NASA（https：//search.earthdata.nasa.gov/）。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)列表Table 1 List of the satellite data used in this study

2.1.2 冰川流速數(shù)據(jù)

ITS_LIVE（Inter-mission time series of land ice velocity and elevation）產(chǎn)品包含了1985—2018 年高亞洲主要冰川的流速數(shù)據(jù)，來源于NASA 的MEa-SUREs 項目（https：//its-live. jpl. nasa. gov/）。該產(chǎn)品基于Landsat 4、5（1～4 波段）和7、8（全色波段）影像，采用Gardner 等［22］提出的自動裂縫特征跟蹤處理鏈方法，通過進行局部歸一化、過采樣、特征跟蹤等提取冰川運動速度。該數(shù)據(jù)具有良好的魯棒性，減少了因圖像匹配、冰川躍動等因素引起的誤差，由于Landsat 8 空間分辨率和波譜分辨率的提高，2013 年以后該產(chǎn)品的誤差顯著降低，數(shù)據(jù)質量得到進一步提升［23-24］。ITS_LIVE 產(chǎn)品已廣泛應用于高亞洲冰川運動的相關研究中，充分驗證了其可靠性和準確性［24-25］。本研究中選用了2000—2018 年的單年流速及誤差數(shù)據(jù)，空間分辨率為240 m，數(shù)據(jù)版本為最新的V01。

2.1.3 氣象數(shù)據(jù)

本研究使用了塔吉克斯坦Fedchenko 氣象站1935—1990 年的氣溫和降水觀測數(shù)據(jù)（https：//nsidc. org/data/G02174），該氣象站位于Fedchenko冰川中游海拔4 179 m 處（38.83° N，72.22° E），距North Kyzkurgan冰川中心僅約20 km（圖1）。

2.2 方法

2.2.1 冰川邊界解譯

本研究采用目視解譯方法提取冰川邊界。由于North Kyzkurgan 冰川末端僅存在少量表磧，因此本研究直接在Landsat假彩色合成影像中，根據(jù)冰川區(qū)與非冰川區(qū)顯著的色彩差異進行冰川邊界的數(shù)字化［26-27］。在實際解譯過程中，本研究首先完成2020 年的冰川邊界提取，在此基礎上結合其他年份的Landsat 影像，保持冰川上部積累區(qū)不變，只修改冰川末端發(fā)生變化的部分，從而獲取其他年份的冰川邊界。

2.2.2 DEM空間匹配

本研究基于ENVI 軟件中的“DEM Extraction”模塊利用ASTER 立體像對提取DEM。我們采用相對定向法提取DEM，在每對立體像對中自動生成連接點并進行修正，確保每對影像中連接點不少于80個且均勻分布，最終連接點的Y方向最大視差控制在一個像元以內(nèi)［28］。為保證DEM 提取的精度，將提取的ASTER DEM 空間分辨率設置為30 m 并全部投影到WGS84 UTM zone 43 N坐標系下。

我們采用統(tǒng)計學方法對DEM 空間匹配誤差進行校正，但多源DEM 之間的高程差是數(shù)據(jù)匹配偏差與冰川變化共同作用的結果，因此在非冰川區(qū)開展校正工作以排除冰川變化的影響。本研究基于DEM 的空間匹配偏差與坡向、坡度等地形因子的相關關系，對不同時期ASTER DEM 之間的空間匹配偏差進行了計算和校正（表2）［29］。在校正過程中我們采用±100 m 作為剔除非冰川區(qū)高程差中異常值的閾值，還剔除了地面坡度小于5°的區(qū)域，以提高匹配精度［30］。

表2 不同DEM之間的空間偏移量Table 2 The X-Y-Z shift vector between two DEMs

2.3 不確定性分析

2.3.1 冰川邊界提取的不確定性

本研究采用統(tǒng)計冰川輪廓線經(jīng)過的像元數(shù)量的方法，評價目視解譯提取冰川邊界的不確定性［31］。如公式（1）：

式中：EA為解譯結果的不確定性，N為冰川輪廓線經(jīng)過的像元數(shù)量，λ為像元面積（MSS影像為3 600 m2，TM為900 m2，ETM+/OLI為225 m2）。

冰川面積變化的不確定性（EAC）由公式（2）計算得出：

式中：EA1和EA2分別為兩個時期冰川邊界提取的不確定性。

2.3.2 冰面高程變化的不確定性

經(jīng)過空間匹配后，盡管DEM 之間在非冰川區(qū)的高程差已趨近于0，但仍會存在一定的高程殘差，因此必須對DEM 的空間匹配精度進行評價。如公式（3）、（4）所示［30］：

式中：SE 和STDV 為非冰川區(qū)DEM 高程差的均方根誤差和標準差；n為去空間自相關處理后的像元數(shù)量（本研究采用600 m作為去空間自相關距離）；σ為DEM 間的高程變化誤差；MED 為非冰川區(qū)DEM間的平均高程差。表3 為不同時期DEM 空間匹配校正前后的誤差特征分布，可見校正后DEM 間在非冰川區(qū)的高程差明顯減小，匹配精度顯著提高。

表3 DEM高程差不確定性Table 3 The uncertainties of DEM differences

3 結果

3.1 冰川面積和長度變化

基于Landsat 影像的冰川邊界解譯結果表明（圖2），1973—2020 年North Kyzkurgan 冰川的面積和長度都經(jīng)歷了顯著變化。1973—2006 年，North Kyzkurgan 冰川處于退縮狀態(tài)，末端累計退縮約1.31 km，冰川面積也由（26.63±2.00）km2減少為（24.27±0.48）km2。2006—2011 年，North Kyzkurgan 冰川整體處于退縮狀態(tài)，面積減少至（24.01±0.93）km2，但值得注意的是在此期間，在冰川末端退縮的同時還發(fā)生了膨脹變寬的現(xiàn)象［圖3（a），黑色箭頭處］?？傮w上，1973—2011 年North Kyzkurgan 冰川處于退縮狀態(tài)且退縮速率較為穩(wěn)定，冰川面積累計減少（2.62±0.41）km2（9.84%±1.54%）。2011—2016 年，North Kyzkurgan 冰川末端突然大幅度前進了1.17 km，冰川面積也急劇擴張了（2.49±0.14） km2（10.37%±0.58%），達到了（26.50±0.50）km2。這6 年內(nèi)North Kyzkurgan 冰川的長度和面積變化極為顯著，幾乎相當于該冰川自1973—2011 年來近40 年的長度和面積退縮量。2016 年，North Kyzkurgan 冰川面積和長度達到了1970s以來的最大值，此后又開始退縮。

圖2 1973—2020年North Kyzkurgan冰川面積和長度變化Fig. 2 Glacier area and length change for North Kyzkurgan Glacier during 1973—2020

本研究進一步分析了2011—2016 年，North Kyzkurgan 冰川末端的前進和表面特征變化過程。如圖3 所示，2006 年8 月—2011 年10 月North Kyzkurgan 冰川末端出現(xiàn)了膨脹變寬現(xiàn)象［圖3（a），黑色箭頭處］，但冰川表面依然平整，表明冰川物質已開始擠壓轉移，但規(guī)模較為有限。2011 年10 月—2013 年10 月，冰川面積發(fā)生了迅速擴張，末端累計前進1.08 km，冰川表面裂隙廣泛發(fā)育，劇烈破碎化，表明冰川物質由積蓄區(qū)向接收區(qū)迅速轉移［圖3（b）和3（c）］。2013年10月—2016年9月，冰川面積進一步擴張，末端繼續(xù)前進，但前進的幅度已明顯減弱，在2016 年9 月后末端前進停滯，表明冰川物質的轉移過程逐漸減弱直至結束［圖3（d）］。

3.2 冰面高程變化

本研究選擇影像質量較優(yōu)的2002 年、2009 年、2014 年和2020 年4 期ASTER 立體像對提取DEM，對North Kyzkurgan 冰川的表面高程變化狀況進行了計算和分析。計算結果表明：2002—2009 年冰川躍動發(fā)生前［圖4（a）］，North Kyzkurgan 冰川積蓄區(qū)上部表面高程基本保持穩(wěn)定，末端表面高程降低，積蓄區(qū)下部高程卻略有升高。同時期冰川的相應位置也發(fā)生了膨脹變寬，但冰川表面仍基本保持平整［圖3（a）］，表明積蓄區(qū)下部冰體因受到了強烈擠壓而膨脹變形［2］。2009—2014 年躍動發(fā)生期間［圖4（b）］，North Kyzkurgan 冰川表面高程變化非常顯著，冰川末端高程明顯升高，最大升高幅度達到了近180 m，冰川中游高程則明顯降低，表明在躍動過程中大量物質由積蓄區(qū)轉移到了接收區(qū)，因此也導致了冰川末端的大幅度前進。2014—2020 年冰川躍動結束后［圖4（c）］，North Kyzkurgan 冰川的表面高程普遍降低，表明由于躍動造成的冰面劇烈破碎化，導致冰川末端處于強烈消融狀態(tài)。

圖3 2011—2016年North Kyzkurgan冰川末端位置變化Fig. 3 Terminus positions at different time spans for North Kyzkurgan Glacier during 2011—2016

圖4 2002—2009年、2009—2014年以及2014—2020年North Kyzkurgan冰川表面高程變化Fig. 4 Elevation difference of the North Kyzkurgan Glacier during 2002—2009，2009—2014 and 2014—2020

此外，Zhou 等［20］利用KH-9 DEM 和SRTM DEM 計算帕米爾中部冰川表面高程變化的結果表明，1975—1999年North Kyzkurgan冰川積蓄區(qū)增厚速率為（0.50±0.31）m·a-1，接收區(qū)減薄速率高達（1.87±0.31）m·a-1，而同時期帕米爾中部冰川的整體物質平衡水平卻僅為（0.03±0.24）m w. e. ·a-1。這表明1975—1999 年在帕米爾中部冰川基本保持穩(wěn)定的同時，North Kyzkurgan 冰川的表面高程卻發(fā)生了顯著變化，冰川末端處于強烈退縮狀態(tài)。

3.3 冰面流速變化

本研究基于ITS_LIVE 產(chǎn)品計算和分析了2000—2018 年North Kyzkurgan 冰川表面的年平均［圖5（a）］和年最大流速［圖5（b）］變化。如圖5 所示，在2000—2011 年，North Kyzkurgan 冰川運動速度十分緩慢且穩(wěn)定，年平均流速介于7.38～15.47 m·a-1，年最大流速介于34.37～105.12 m·a-1。即便是冰川下游發(fā)生膨脹變寬的2006—2011 年，冰川流速也僅有微弱的增加。2011年之后伴隨著冰川末端的快速前進，冰川流速也顯著加快，2013年冰川表面最大流速達到最高約（400.60±1.91）m·a-1，2014 年平均流速達到最高約（39.39±0.54）m·a-1，是躍動發(fā)生前的數(shù)十倍。冰川最大流速出現(xiàn)的位置集中在中下游，并伴隨著流速的增加向下游轉移。總體上，North Kyzkurgan冰川表面流速在2013年前后達到頂峰，此后迅速減緩，在2016年基本恢復到了躍動發(fā)生前的水平。

圖5 2000—2018年North Kyzkurgan冰川的年平均流速（a）和年最大流速（b）Fig. 5 Annual average and maximum surface flow velocities of the North Kyzkurgan Glacier from 2000 to 2018

4 討論

4.1 冰川躍動過程

冰川躍動的發(fā)生具有周期性，從十幾年到上百年不等，通常根據(jù)運動狀態(tài)劃分躍動周期內(nèi)的恢復階和躍動階［1，32］。由于冰川躍動會引發(fā)面積、長度、高程、流速等一系列的變化，因此可以根據(jù)這些變化識別躍動冰川的恢復階和躍動階［10］。就North Kyzkurgan 冰川而言，2011 年以前，在整體上冰川面積持續(xù)退縮，表面高程緩慢降低，運動速度基本穩(wěn)定；2011—2016 年，冰川末端迅速前進，面積大幅度擴張，積蓄區(qū)和接收區(qū)高程劇烈波動，冰川流速也顯著加快，同時冰川表面裂隙廣泛發(fā)育，劇烈破碎化；2016 年之后，冰川末端前進停滯，表面高程降低，流速也恢復到躍動發(fā)生前的水平。這些綜合變化表明，North Kyzkurgan 冰川是一條典型的躍動冰川，1973—2011 年處于恢復階，2011—2016 年處于躍動階，2016 年之后重新進入了恢復階，因此該冰川的躍動周期至少在40年以上。

此外，值得注意的是2006—2011 年North Kyzkurgan 冰川下游出現(xiàn)了膨脹變寬的現(xiàn)象［圖3（a）］，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要與冰川躍動的發(fā)生過程有關。冰川躍動是冰體內(nèi)部應力集中釋放的結果，由于積蓄區(qū)不斷增厚，下部冰體受到的應力逐漸增加，當達到冰體所能承受的極限時，應力獲得集中釋放，即引發(fā)冰川躍動［33-34］。因此躍動過程先是冰川積蓄區(qū)下部擠壓冰體產(chǎn)生緩慢變形，然后才引起上下游的快速運動［2，17，32］。圖3和圖4顯示冰川膨脹變寬的位置出現(xiàn)在積蓄區(qū)下部向接收區(qū)的過渡處，且此時冰川表面仍基本保持平整，即表明這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是上游物質積累擠壓所致。在高亞洲其他冰川躍動事件中也觀察到了同類現(xiàn)象，如喀喇昆侖山的Balt Bare 冰川和木孜塔格的魚鱗川冰川［2，10，17］。在2006—2011 年North Kyzkurgan 冰川下游膨脹變寬的同時，冰川流速卻基本保持穩(wěn)定，同樣表明此時尚處于快速躍動前。

帕米爾是全球躍動冰川集中分布的地區(qū)之一，現(xiàn)有的躍動冰川編目和相關研究表明，帕米爾躍動冰川存在較大的異質性，躍動階從數(shù)月到十幾年不等，躍動周期則從十幾年到數(shù)十年不等［10-11］?？傮w而言，西帕米爾和東帕米爾躍動冰川的躍動階和躍動周期相對較短，分別集中在數(shù)年和十幾年，而帕米爾中部躍動冰川的躍動階和躍動周期相對較長。西帕米爾的Medvezhy冰川分別在1937年、1951年、1963 年、1973 年、1989 年、2001 年、2011 年發(fā)生躍動，每次躍動階長度不到1 年，躍動周期在10～14 年左右［35］。Oshanina 冰川分別在1961—1962 年、1983—1984 年、2010—2011 年發(fā)生躍動，其躍動周期穩(wěn)定在25 年左右［10-11］。東帕米爾昆蓋山的G074348E 39282N 冰川躍動階為3 年左右，兩次躍動的間隔也僅為10 年［12］，5Y663L0023 冰川躍動階為4 年，恢復階最短為15 年左右［14］。本研究中位于帕米爾中部的North Kyzkurgan 冰川躍動階為6 年，躍動周期則達到了40 年以上，而同樣位于帕米爾中部的Bivachny冰川分別于1975—1978年、2011—2014年發(fā)生躍動，兩次躍動間隔也在35 年左右［11，13］，因此從東、西帕米爾向帕米爾中部，躍動冰川的躍動周期呈現(xiàn)增加趨勢。這種現(xiàn)象在一定程度上與地形因素有關，東、西帕米爾山地，如科學院山脈、昆蓋山等地區(qū)的躍動冰川上游往往存在大面積的積雪陡壁，在積蓄區(qū)接受降雪直接補給的同時也接受雪崩補給，因此物質積累過程迅速，躍動周期相對較短［4，36］。而研究冰川所在的帕米爾中部腹地，地形平緩，缺乏雪崩補給（圖1），只能依賴降雪的緩慢積累，因此躍動周期較長。

4.2 躍動發(fā)生的潛在因素

冰川躍動的發(fā)生機理較為復雜，可以將躍動冰川分為溫冰川和多溫型冰川［37］。溫冰川的躍動機制主要由水文模型解釋，夏季冰川消融產(chǎn)生的大量融水進入冰體和冰下，水量增加導致靜水壓力增加，排水系統(tǒng)發(fā)生擴張，當融水減少、靜水壓力下降時引發(fā)排水通道坍塌，在冰川底部融水的潤滑作用下觸發(fā)冰川躍動，因此溫冰川的躍動周期短、運動速度快、通常在冬季開始夏季結束［38-39］。多溫型冰川的躍動機制主要由熱力模型解釋，冰川上部物質不斷積累、應力不斷增加，導致底部達到壓力熔點，產(chǎn)生大量融水，而冰川下游的冰體和凍土阻礙了融水流失，使融水在冰床不斷蓄積，在融水的潤滑和頂托作用下，冰川發(fā)生快速滑動即冰川躍動，因此多溫型冰川的躍動周期長、運動速度慢，在任何季節(jié)都可開始與結束［40］。

North Kyzkurgan 冰川所在的帕米爾中部地區(qū)氣候寒冷，降水量豐富且以降雪為主，F(xiàn)edchenko 氣象站1935—1990年的氣象觀測資料顯示，該地區(qū)年平均氣溫為-6.9 ℃［圖6（a）］，年均降水量高達1 200 mm［圖6（b）］。而近三十年來的氣象觀測資料以及CRU 再分析資料都表明，帕米爾中部氣溫呈上升趨勢［0.1 ℃·（10a）-1］，降水量則基本保持穩(wěn)定［41-42］。與此同時，North Kyzkurgan 冰川的積累區(qū)面積比率超過0.8，冰川作用正差達到1 000 m，因此極低的氣溫和豐富的降雪為該冰川提供了充足的物質補給。躍動冰川的恢復階長短一般取決于降雪填平積蓄區(qū)所需的時間［43］，而North Kyzkurgan冰川缺乏雪崩補給，物質積累幾乎完全依賴降雪直接補給，因此躍動周期漫長?；贒EM 和遙感影像的觀測結果顯示，在1973—2011 年長達近40 年的時間里，North Kyzkurgan 冰川積蓄區(qū)表面高程不斷升高，表明這一時期該冰川獲取了充分的物質積累。在積蓄區(qū)物質不斷增多，冰川底部受到的應力不斷增大以及近幾十年氣溫升高的共同影響下，冰川底部達到了壓力熔點，融水不斷增加，最終觸發(fā)了冰川躍動。綜上所述，North Kyzkurgan 冰川躍動的發(fā)生是物質長期積累的結果，主要由熱力學因素所致。

圖6 1935—1990年研究區(qū)年平均氣溫（a）和年降水量變化（b）Fig. 6 Mean annual air temperature and precipitation for 1935—1990 in study region

5 結論

本文利用1973 年以來Landsat 影像、ASTER 立體像對和ITS_LIVE 數(shù)據(jù)產(chǎn)品，對帕米爾中部North Kyzkurgan 冰川開展聯(lián)合監(jiān)測，從冰川面積、高程、流速等方面分析了該冰川躍動前、躍動中和躍動后的變化特征，揭示了該冰川的完整躍動過程。研究結果表明：

North Kyzkurgan 冰川是一條典型的躍動冰川，在1973—2011年處于恢復階，2011—2016年處于躍動階，2016 年之后重新進入恢復階。North Kyzkurgan 冰川所在的帕米爾中部地區(qū)氣候寒冷，降雪量豐富，同時該冰川的積累區(qū)面積比率超過0.8，冰川作用正差近1 000 m，因此冰川補給物質充足。隨著積蓄區(qū)不斷增厚，冰川底部達到壓力熔點，融水不斷增多，在融水的潤滑和頂托作用下，最終導致冰川發(fā)生躍動。因此，North Kyzkurgan 冰川躍動的發(fā)生主要與熱力學因素有關。