英文题目：Annual trajectory of global glacial lake variations and the interactions with glacier mass balance during 2013–2022
中文译名：2013–2022年全球冰湖变化年趋势及其与冰川质量平衡的相互作用
发表时间：2024年11月
发表期刊：CATENA
第一作者：Linghong Ke et al
第一单位：河海大学
DOI：10.1016/j.catena.2024.108280
精选理由：这篇文章利用Landsat影像，追踪了2013-2022年间全球超过1 km²的冰湖变化，并分析了冰湖扩展与冰川质量平衡之间的相互作用。研究显示，冰湖总面积在十年间显著增加，尤其是与冰川接触的冰湖占据了近96%的面积增长。尤其在阿拉斯加、新西兰和冰岛等地区，冰湖的扩展尤为显著。研究还揭示，冰川接触湖泊的扩展加剧了冰川的融化，形成了反馈效应，进一步加剧了冰川质量的负平衡。此研究提供了全球范围内冰湖演化的时空变化图景，展示了气候变化对冰湖和冰川相互作用的影响，并为评估冰湖溃决等自然灾害风险提供了重要参考。通过对冰湖扩展和冰川质量平衡的综合分析，这项工作为理解全球变暖背景下冰湖演化及其与冰川之间的复杂关系提供了新的视角。
全球变暖加速了冰川的融化以及冰湖的扩展。现有关于冰湖变化的研究主要集中在特定区域或十年尺度，限制了对冰湖在时空上的全面理解。本研究基于Landsat OLI影像，跟踪了2013至2022年期间全球超过1 km²的3,133个冰湖的年变化。我们通过研究湖泊面积变化和冰川质量平衡，探讨了冰湖扩展与冰川质量损失之间的相互作用。研究旨在揭示过去十年中，全球各地区和不同类型冰湖面积可能存在的多样变化。我们的结果显示，研究区域内的冰湖总面积从2013年的14,612 ± 21.13 km²显著增加至2022年的15,034 ± 18.54 km²。其中，与冰川接触的冰湖面积快速增加，从6,220 km²增至6,625 km²，约占全球冰湖面积增量的96%，而非冰川接触的冰湖面积则相对稳定，约为8,400 km²。总体而言，冰川接触湖泊在2013-2014年和2018-2019年两个子周期增长较快，其他年份则保持较慢增长。阿拉斯加、冰岛和新西兰的冰湖扩展尤为显著。冰川接触湖泊显著扩展的主要原因是水体向冰川舌部上方的蔓延，这反过来加速了母冰川的融化速率。我们对冰湖面积趋势和年际变化的分析揭示了不同地区和类型冰湖演变的对比特征，这为理解气候变化的影响、冰川与冰湖的相互作用以及缓解冰湖溃坝等自然灾害提供了重要参考。
该研究通过对2013年至2022年间全球大于1 km²的冰湖（共3,133个）的年变化进行追踪，揭示了不同地区和类型的冰湖面积变化。研究结果表明，全球冰湖总面积在这十年间显著增加，从14,612 km²增加到15,034 km²，其中大部分增幅来源于与冰川接触的冰湖。
研究发现，冰川接触的冰湖与非冰川接触湖在不同区域的演变特征存在明显差异。冰川接触的湖泊面积在2013到2022年间迅速增长，尤其是在阿拉斯加、新西兰和冰岛等地，而非接触冰川的湖泊则保持相对稳定或出现波动。
研究表明，冰川接触湖的扩展与冰川质量损失密切相关，特别是在阿拉斯加、安第斯山脉和加拿大西部等地区。这些冰川由于与冰湖的接触，表现出比非接触湖的冰川更为显著的负质量平衡，进一步加剧了冰川的消融。
在2013至2022年间，全球大于1 km²的冰湖总面积增加了约422 km²，占2013年总面积的约2.9%。在不同区域，冰湖面积的变化表现出显著的时空变异。阿拉斯加、新西兰和安第斯山脉等地区的冰湖出现了持续扩展，而冰岛和斯堪的纳维亚等地则呈现出波动或下降的趋势。
冰川接触的冰湖在过去十年中占据了全球冰湖面积增量的绝大部分（约96%），主要表现在向冰川舌头上游的扩展。相比之下，非接触冰川的湖泊面积保持相对稳定。冰川接触湖的扩展与冰川的加速融化密切相关，形成了一个正反馈循环。
研究发现，气候变化加速了冰川融化，从而推动了冰湖的扩展。冰川融化、气温升高、降水变化以及地形等因素共同作用，导致不同地区的冰湖演变特征差异。冰湖的扩展在一定程度上加速了冰川的退缩，进一步加剧了全球变暖的效应。
图1. 全球大于1平方公里的冰湖空间分布。
图2. 方法论流程图。
图3. 冰川湖测绘结果(蓝线)与哨兵图像中手动划定的边界的比较示例。图4. 不同来源冰湖面积比较。
图5. 2013年至2022年按RGI冰川区域划分的冰川湖面积变化时间序列。
图6. (a)根据年湖泊面积时间序列对冰湖面积变化趋势进行分类。(b)不同冰川区域冰川接触湖和非冰川接触湖群中不同趋势类型所占比例。
图7. 2013–2022年冰川接触湖与非冰川接触湖面积变化对比。
图8. 2013–2022年全球各区域和湖泊类型冰川湖面积变化。
图9. 典型扩大的冰川接触湖的十年概况。
图10. 与冰湖接触的冰川与不与冰湖接触的冰川的质量平衡比较。
图11. 2013年至2022年阿拉斯加部分有历史记录的冰川湖面积变化。
表1. 筛选前后各地区母冰川及其他冰川的数量和平均冰川面积。
表2. 2013年至2019年各地区其他冰川和母冰川的面积加权质量平衡。
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