Потепление климата в регионе Третьего полюса и изменения в системе криосферы

Рисунок 1. Распределение ледников на территории Третьего полюса и прилегающих районов.

Горы являются источниками воды, энергии, минералов, лесных и сельскохозяйственных продуктов, а также популярными местами отдыха. Высокие горные районы являются крупнейшим после Арктики и Антарктики резервуаром льда и снега. В высокогорном регионе Азии находятся 14 самых высоких в мире вершин и около 100 000 км² ледников. Этот так называемый Третий полюс (ТП) охватывает Тибетское нагорье, Гималаи, Гиндукуш, Памир и Тянь-Шань. Талые воды, образующиеся из льда и снега на Третьем полюсе, питают многие крупные озёра и реки Азии, в том числе Инд, Брахмапутру, Ганг, Хуанхэ и Янцзы. Этот горный регион известный как «Водонапорные башни Азии» (ВБА), чрезвычайно важен для водной безопасности и социально-экономической устойчивости многих стран. Он поддерживает жизнь 1,7 млрд людей и обеспечивает валовой внутренний продукт (ВВП) в размере 12,7 трлн долларов США (рис. 1).

За последние пять лет в регионе Третьего полюса произошли значительные изменения окружающей среды. На состояние и стабильность Водонапорных башен Азии влияют вызванное потеплением отступление ледников, обвалы льда, увеличение площади ледниковых озёр и частые наводнения в результате прорыва ледниковых озёр (НПЛО), что сказывается на социально-экономическом развитии стран региона. Стремительные изменения ледников, вечной мерзлоты, снежного покрова, озёр и рек в регионе Третьего полюса, а также их влияние на территориях, расположенных ниже, исследуются с 2010 года в рамках программы по изучению окружающей среды Третьего полюса (ОСТП), финансируемой Китайской академией наук. В рамках этой ключевой инициативы международных исследований рассматривается многообразное взаимодействие системы Земля в регионе Третьего полюса. Изменения криосферы гор и их влияние на региональную гидрологию и водные ресурсы являются важными аспектами исследований по программе ОСТП.

Учитывая опыт десятилетних исследований, целесообразно обобщить научные результаты и обсудить проблему доступности воды и социально-экономические последствия для более широких горных районов. В этом отчёте, который является первой частью обобщённого материала, основное внимание уделяется потеплению климата и изменениям в системе криосферы Третьего полюса, т.е. изменениям состояния снежного покрова, ледников и вечной мерзлоты. Во второй части отчёта (которая будет опубликована в следующем номере Бюллетеня) будет рассматриваться гидрологическая реакция на изменения в криосфере Третьего полюса, а также проблемы водной безопасности и социально-экономической устойчивости.

Потепление климата в регионах Третьего полюса

Третий полюс является одним из наиболее чувствительных регионов к изменению климата. Этот регион считается местом, где наблюдаются сигналы заблаговременного предупреждения о глобальном потеплении (Yao et al., 2019; You et al., 2019). За последние пятьдесят лет в этом регионе отмечено потепление примерно на 1,8 °C (рис. 2), что значительно превышает темпы потепления в Северном полушарии и средние темпы потепления на земном шаре (Kang et al., 2010; Kiu and Chen, 2000; Yang et al., 2014) . Годовые и сезонные температуры повысились заметнее в более высоко расположенных зонах Третьего полюса (рис. 3; Gao et al., 2018; Liu and Chen, 2000; Liu et al., 2009; Yao et al., 2019). Такое зависящее от высоты потепление особенно ярко выражено зимой и осенью (Yao et al., 2019) в районах ниже 5 000 метров над уровнем моря.

Рисунок 2. Средняя по региону приземная температура для Китая и Тибетского нагорья в период 1850– 2100 годов на основе средних значений по ансамблю из 21 модели Проекта по сравнению совмещённых моделей (ПССМ)5 в рамках репрезентативных траектории концентраций (РТК) 8,5 и 4,5 МГЭИК. Вертикальной коричневой линией отмечена граница между историческими данными и результатами моделирования на основе РТК ПССМ5 (You et al., 2019).

Рисунок 3. Повышение средней зимней температуры воздуха на территории Тибетского нагорья в зависимости от высоты в период с 1970 по 2014 год (Yao et al., 2019).

Потепление климата в регионах Третьего полюса

Третий полюс является одним из наиболее чувствительных регионов к изменению климата. Этот регион считается местом, где наблюдаются сигналы заблаговременного предупреждения о глобальном потеплении (Yao et al., 2019; You et al., 2019). За последние пятьдесят лет в этом регионе отмечено потепление примерно на 1,8 °C (рис. 2), что значительно превышает темпы потепления в Северном полушарии и средние темпы потепления на земном шаре (Kang et al., 2010; Kiu and Chen, 2000; Yang et al., 2014) . Годовые и сезонные температуры повысились заметнее в более высоко расположенных зонах Третьего полюса (рис. 3; Gao et al., 2018; Liu and Chen, 2000; Liu et al., 2009; Yao et al., 2019). Такое зависящее от высоты потепление особенно ярко выражено зимой и осенью (Yao et al., 2019) в районах ниже 5000 метров над уровнем моря.

Для климата Третьего полюса характерны сырое и влажное летом и прохладная и сухая зима. Примерно 60–90 % годового количества осадков выпадает в период с июня по сентябрь. С 1960 года годовое количество осадков при весьма высокой межгодовой изменчивости незначительно увеличилось в большинстве районов Третьего полюса, за исключением юга и юго-востока региона (Gao et al., 2015) (рис. 4 a, b). Из-за недоступности и сложного рельефа данные об осадках на большей части северо-западной области Третьего полюса, по существу, отсутствуют вследствие недостатка наблюдений (см. рис. 4 b). Аналогично зависящему от высоты потеплению отмечается тенденция к значительному увеличению летних осадков с высотой в этом регионе (рис. 4 с) — на 0,83 % десятилетие^-1 км^-1 в период 1970–2014 годов и на 2,23 % десятилетие^-1 км^-1 в период 1991–2014 годов (Li et al., 2017). Прогнозируется, что в XXI веке осадки в этом регионе увеличатся, особенно в северных и западных областях.

Рисунок 4 а) Колебания среднегодовых осадков, осреднённых по региону Третьего полюса с 1971 по 2011 год (Gao et al., 2014); b) пространственная характеристика трендов годовых осадков на Тибетском нагорье в период 1979–2011 годов. Тёмные кружки указывают на повышающийся тренд, а светлые — на понижающийся. Более крупные кружки обозначают значительные тренды (Gao et al., 2015); с) зависимость от высоты (% десятилетие-1) трендов летних осадков для трёх периодов (1970– 1990 годы, 1991–2014 годы и 1970–2014 годы) на Тибетском нагорье.

Характеристики и изменения снежного покрова

Потепление климата напрямую влияет на систему криосферы Третьего полюса, приводя к значительному отступлению ледников, изменению снежного покрова и деградации вечной мерзлоты (Yao et al., 2019). Данные дистанционного зондирования показывают изменения состояния снежного покрова с 1980 по 2018 год. Средняя максимальная и минимальная площадь снежного покрова в период накопления (ноябрь–март) была большой в 1980-е и 1990-е годы, но последовательно снижалась с 2000 года. (Che et al., 2008). Максимальная площадь снежного покрова составляла примерно 2,5х106 км² зимой 1994/95 года. В период 1980–2016 годов на бóльшей части Тибетского нагорья наблюдалось меньше дней со снежным покровом; в среднем уменьшение составило менее 2 дней в год почти на половине территории региона, а в некоторых районах — более 4 дней в год. Сокращение продолжительности залегания снежного покрова также очевидно на Тибетском нагорье с 80-х годов XX века. Так же и высота снежного покрова уменьшилась с 1980 по 2018 год при значительных межгодовых колебаниях до 2000 года и менее значительном колебании после 2000 года (Che et al., 2019). Пространственные несоответствия отмечены в изменении высоты снежного покрова на Тибетском нагорье, при этом в горах Ньенчен-Тангла наблюдается явное уменьшение на 0,1–0,2 см/год, а в горах Цилянь и Хохсил и на северном склоне Гималаев — незначительное увеличение (менее 0,1 см/год) (рис. 5).

Рисунок 5. Распределение и изменение высоты снежного покрова в период 1980–2018 годов на территории Третьего полюса.

Процессы снеготаяния претерпевают пространственно-временные изменения на всей территории Третьего полюса. Правда, весеннее таяние снега не является доминирующим фактором в формировании речного стока, оно происходит в конце весны, в чрезвычайно важный период для орошения и роста растений. Следовательно, таяние снега является важным источником воды для поддержания почвенной влаги и речного стока на территории Третьего полюса. Изменение климата оказывает значительное влияние на гидрологические процессы на Тибетском нагорье. В последние годы в нескольких исследованиях отмечается увеличение стока и более ранний пик стока талых вод (Immerzeel et al., 2010; Wang and Li, 2006). Результаты моделирования указывают на региональные различия в процессе таяния снега и формирования стока в ответ на потепление климата в Гималаях (Rees and Collins, 2006). Например, увеличение весенних снегопадов в восточной части Гималаев может уменьшить увеличение стока талых вод и отодвинуть на более поздний срок пиковый сток. 

Состояние и изменение вечной мерзлоты

Рисунок 6. Распределение вечной мерзлоты и подземного льда на территории Третьего полюса.

Вечная мерзлота представляет собой слой грунта — почвы или твёрдых пород, включая лёд или органические вещества, — в котором температура сохраняется на уровне 0 °С и ниже в течение, по меньшей мере, двух лет подряд (Harris et al., 1988). Вечная мерзлота покрывает около 40% площади земной поверхности Третьего полюса, т.е. примерно 1,06х106 км² (Zou et al., 2017). Вечная мерзлота существует в верховьях многих крупных речных бассейнов; площадь её охвата в водосборах варьируется от менее 10 % до свыше 60 % в горах Цилянь и в районе между горами Куньлунь и Тангла. В период образования вечной мерзлоты и многократной сегрегации льда большое количество воды под землёй накапливается и хранится в твёрдом состоянии в виде подземного льда, погребённого возле верхней границы вечной мерзлоты. Запас подземного льда возле верхней границы вечной мерзлоты на Цинхай-Тибетском нагорье составляет около 1,27х1013 м3 (Zhao et al., 2019) (рис. 6).

Глобальное потепление, вызванное изменением климата, привело к масштабной деградации вечной мерзлоты на всей территории Третьего полюса. Мониторинг in situ показывает значительное увеличение толщины активного слоя и повышение температуры поверхности земли. Скважинные наблюдения вдоль автострады Цинхай-Тибет, проводившиеся с 2004 по 2018 год, показывают потепление в среднем на 0,48°С десятилетие^-1 на дне активного слоя и на 0,02~0,31°С десятилетие^-1 на глубине 10 м (Cheng et al., 2019) (рис. 7). Результаты моделирования также указывают на тенденцию к увеличению толщины активного слоя на 19,5см десятилетие^-1 (Hu et al., 2019). Изменение в активном слое свидетельствует о пространственной неоднородности; она более ярко выражена в холодных зонах вечной мерзлоты, на более высоких участках, высокогорных лугах и районах с мелкозернистым грунтом.

Деградация вечной мерзлоты может привести к изменениям гидрологических процессов, включая изменение запасов воды в поверхностных водохранилищах (например, озёрах, водно-болотных угодьях), а также гидрологических связей и взаимодействия поверхностных и грунтовых вод (Connon et al., 2014). В условиях вечной мерзлоты взаимодействие между грунтовыми и поверхностными водами ограничено, поскольку вечная мерзлота действует как непроницаемый слой. С деградацией вечной мерзлоты предполагается увеличение запасов и пополнения грунтовых вод (Niu et al., 2011; Bense et al., 2012). Деградация вечной мерзлоты явилась потенциальной причиной увеличения руслового речного стока зимой в верхнем бассейне реки Хэйхэ (Gao et al., 2018) и в реке Лхаса (Gong et al., 2006).

Рисунок 7. Температура почвы на дне активного слоя в период 2004–2018 годов.

Утолщение активного слоя влияет на производственные, конвергентные и экологические процессы в зонах вечной мерзлоты; таяние подземного льда приводит к дополнительному выбросу воды и её участию в гидрологическом цикле. В зонах вечной мерзлоты в сезон оттаивания в почвенном профиле повысилось содержание почвенной воды (Zhao et al., 2000). Под влиянием утолщения активного слоя и таяния подземного льда влажность на дне активного слоя в целом увеличилась на 11–32 % с 2004 по 2018 год, тогда как влажность поверхности почвы уменьшилась или осталась неизменной (Wu et al, 2017; Zhao et al., 2019).

Изотопные исследования показывают, что вклад таяния вечной мерзлоты в термокарстовые озёра может достичь 61,3 % в районе Бейлухэ (Yang et al., 2016). Вклад талой воды из подземного льда в речной сток достигает 37,4% в типичной горной реке на перевале горы Куньлунь (Yang et al., 2016) и от 13,2 до 16,7 % в верховьях реки Хуанхэ (Yang et al., 2019). Объём таяния подземного льда и его влияние на региональный гидрологический цикл трудно оценить количественно, поскольку реакция вечной мерзлоты на потепление климата происходит относительно медленно. Следовательно, воздействие деградации вечной мерзлоты на гидрологический процесс также происходит постепенно. Конкретные процессы изменений и колебаний вечной мерзлоты в более тёплом и влажном климате и их воздействие на гидрологические условия в регионе Третьего полюсе нуждаются в дальнейших исследованиях.

Изменение и потеря массы ледников

Изменения ледников и их воздействие на водные ресурсы и подъём уровня моря привлекли внимание во всём мире [Immerzeel et al., 2019; Zemp et al., 2019]. В средних широтах Третий полюс является регионом с наиболее концентрированным распределением ледников (рис. 1). Согласно новой версии Всемирного кадастра ледников Randolf v.6.0 [RGI, 2017], на Тибетском нагорье и прилегающих территориях, включая Гиндукуш, Памир, Тянь-Шань и Алтай имелось 97 760 ледников площадью 98 739,7 км² . По оценкам, объём льда в этих ледниках составляет около 7 481 км³ [Zemp et al., 2019]. Для управления водными ресурсами и устойчивого социально-экономического развития на нижерасположенных территориях важно понимать изменения в состоянии ледников и их влияние на речной сток.

Рисунок 8. Пространственно-временные изменения баланса массы ледников в регионе Третьего полюса и на прилегающих территориях. Использованы данные из следующих работ [Bolch et al.,2017; Cao et al., 2014; Chen et al., 2017; Gardelle et al., 2013; Gardner et al., 2013; Kaab et al., 2012; Ke et al., 2015; Maurer et al., 2019; Neckel et al., 2014; Pieczonka et al., 2013; Scherler et al., 2011; Shangguan et al., 2010; Wang et al., 2008; Wang et al., 2013; Wei et al., 2015a; Wei et al., 2015b; WGMS, 2017; Wu et al., 2018; Xu et al., 2013; Zhang et al., 2016; Zhou et al., 2018; 2019].

Изменения ледников находят наибольшее отражение в изменениях высоты границы питания (ВГП), площади и баланса массы. Изменения площади и баланса массы ледников непосредственно обусловливаются изменениями ВГП. На Тибетском нагорье и прилегающих территориях имеются лишь несколько ледников, взятых под контроль. За последние 50 лет все эти ледники демонстрировали общую тенденцию к отступлению, а их ВГП показали тенденцию к увеличению. Например, ВГП ледника №1 в верховьях реки Урумчи в горах Тянь-Шаня, ледника Малый Актру в Алтайских горах и ледника Цийи в горах Цилянь поднялись с 1960-х годов примерно на 110, 140 и 250 м соответственно (Wang et al., 2010; Ye et al., 2016). Данные дистанционного зондирования обеспечивают важную основу для изучения изменений ледников и инвентаризации ледников в больших пространственных масштабах. Оценка изменений площади ледников на Тибетском нагорье и прилегающих к нему территориях, полученная Wang et al (2019) путём обобщения результатов многих исследований, показала чёткую пространственную картину изменений площади ледников за последние 40 лет. То есть отмечено уменьшение площади ледников менее чем на 0,2 % в год в западной части гор Куньлунь, на Памире и в горах Каракорум (в центральной части гор Каракорум уменьшение составило всего лишь 0,04 % в год), на 0,4 % в год — в западной части Алтайских гор, в горах Тянь-Шань, Цилянь, в западной части гор Куньлуь, в горах Тангла, Гангдисе, на юге Тибета и в Гималаях и более чем на 0,7% в год — на юго-востоке Тибета. Wang et al (2019) также обобщили результаты исследований изменения баланса массы ледников, полученные геодезическими и гляциологическими методами, и сообщили, что удельный баланс массы ледников за последние 50 лет был близок к нулю и/или немного больше или меньше нуля в горах Каракорум, в западной части гор Куньлунь и на Памире, но значительно меньше нуля в других районах (рис. 8). С другой стороны, после 2000 года масса ледников увеличивалась или сокращалась в меньшей степени в горах Каракорум, в западной части гор Куньлунь и на Памире. Хотя в других районах после 2000 года масса ледников стремительно уменьшалась. Это, по-видимому, означает, что «Каракорумская аномалия» может частично распространяться на прилегающую западную часть гор Куньлунь и на Памир (Farinotti et al., 2020), а также что поступление воды от ледников в районе «Каракорумской аномалии» на нижерасположенные территории должно быть относительно стабильным.

Ледники на территории Третьего полюса в основном сосредоточены в бассейнах рек Трим, Инд и Амударья (см. рис. 1, около 60 % общей площади ледников приходится на эти три бассейна). Большие ледники в этих бассейнах могут привести к обильным ледниковым талым водам. Например, более 40 % общего стока реки Трим приходится на талые воды ледников. Даже несмотря на то, что площадь ледников в бассейне реки Трим сократилась, сток талых вод ледников увеличился в период 1961–2006 годов (Gao et al., 2010). Однако так как ледники продолжают отступать, основной вопрос заключается в том, когда годовой сток ледников достигнет максимума. Эту точку часто называют «пик поступления воды», и ниже этого пика сток уменьшается, поскольку ледник, площадь которого сократилась, не может больше обеспечивать повышение объёма талой воды. По оценке недавнего исследования, в бассейнах большинства крупных рек Третьего полюса пик поступления воды будет достигнут в период 2030–2050 годов в зависимости от различных сценариев выбросов парниковых газов (Huss and Hock, 2018). Эти сроки очень важны для нынешнего и будущего управления водными ресурсами в низовьях рек.

Опасность ледников и связанные с ними бедствия

Рисунок 9. Спасение уцелевших после обрушения ледника Ару, июль 2016 г. (фото Сеть Синьхуа).

Стремительные изменения ледников в регионе Третьего полюса могут привести к бедствиям, связанным с природными опасными явлениями, такими как обрушение ледников, пульсация (резкое увеличение скорости движения) ледников, поток ледниковых обломков и наводнения в результате прорыва ледниковых озёр (НПЛО). Эти ледниковые явления имеют свои характеристики пространственно-временного распределения, динамические процессы и механизмы. Пульсация ледников часто возникает в горах Каракорум, Гималаях и на юго-востоке Третьего полюса. Скорость движения поверхности льда может достигать сотен метров каждый год. В период 1978–2015 годов на Третьем полюсе насчитывалось 27 движущихся ледников, площадь и протяжённость которых значительно увеличилась. Скорость изменения для западной стороны ледника Вуд Старк составляла 904 м/год с 1996 по 1998 год, 446 м/год для восточной стороны ледника К2 с 2007 по 2009 год и 238 м/год с 1978 по 1990 год для ледника 5Y654D497 (Xu et al., 2016). Пульсирующие ледники могут быстро перемещаться в ледниковые озёра и вызывать наводнения в результате прорыва этих озёр. Поток ледниковых обломков может быть вызван сильным и стремительным таянием ледников, НПЛО и обрушением ледника или лавиной. Высокая температура и сильные осадки — это два важных метеорологических фактора, которые непосредственно связаны с возникновением потока ледниковых обломков.

В регионе Третьего полюса отмечены новые виды бедствий, связанные с ледниками. 17 июля и 21 сентября 2016 года произошли два массивных обвала льда на хребте Ару (округ Нгари) на западе Третьего полюса (Kaab et al, 2017). Обрушения ледника Ару привели к гибели девяти человек (пастухов) и потере сотен голов крупного рогатого скота (рис. 9). 17 и 29 октября 2018 года обрушение ледника вызвало поток ледниковых обломков и заблокировало реку Ярлунг Замбо в долине Седонгпу на юго-востоке Третьего полюса. Тот факт, что ледники, как континентального (Ару), так и морского (Седонгпу) типа, подвержены обрушению, позволяет предположить, что ледники на Тибетском нагорье могут находиться в неустойчивом состоянии. 

Важные последствия 

Более половины населения планеты живут в бассейнах крупных рек, берущих начало в горах и питающихся ледниковыми и талыми водами (Kaltenborn et al., 2010). Изменения криосферы Третьего полюса влияют на региональную гидрологию, экосистему и людей, проживающих на всей территории речных бассейнов. Например, в связи с уменьшением вклада ледникового стока речной сток будет более чувствителен к колебаниям осадков, что приведёт к более стохастическим гидрологическим процессам. В долгосрочной перспективе талые ледниковые воды в речном стоке будут уменьшаться, если горные ледники будут продолжать терять свою массу или исчезать.

В Гималайском районе и его окрестностях до 45 % общего речного стока образуется в результате сезонного таяния снега и льда (World Resources Institute, 2003; Kehrwal et al., 2008). В низовьях Высоких Гималаев растёт потребность в воде из-за быстрого роста населения и экономики. Изменения ледникового стока — сокращение, вероятно, уменьшится в будущем — приведут к снижению доступности воды для орошения, снизят продуктивность сельского хозяйства и поставят под угрозу продовольственную безопасность в регионе. Из-за нехватки воды продовольственная безопасность 4,5 % населения в бассейнах рек Брахмапутра, Инд, Янцзы и Ганг будет поставлена под угрозу в связи с сокращением ледникового стока (Immerzeel et al., 2010).

Очевидно, что изменения криосферы Третьего полюса будут иметь широкие последствия. Существует настоятельная необходимость предпринять следующие шаги:

• осуществлять мониторинг изменений криосферы Третьего полюса и понимать их влияние на водные ресурсы;
• разработать стратегию адаптации не только на региональном или национальном уровнях, но и в масштабе бассейна, с участием всех прибрежных стран, особенно в регионе Третьего полюса, чтобы учитывать и сбалансировать спрос на воду всех заинтересованных сторон, находящихся на территории крупных речных бассейнов.

Авторы

Таньдун Яо, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Лонни Томпсон, Центр полярных и климатических исследований Бэрда, университет штата Огайо

Дэлян Чэнь, Гетеборгский университет

Иньшэн Чжан, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Нинлянь Ван, Северо-западный университет

Линь Чжао, Нанкинский университет информационных наук и технологий

Тао Чэ, Северо-западный институт окружающей среды и ресурсов, Китайская академия наук

Байцин Сюй, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Гуанцзянь У, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Фань Чжан, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Цюхун Тан, Институт географических наук и исследования природных ресурсов, Китайская академия наук

Вальтер Иммерзил, Утрехтский университет

Тобиас Болх, Университет Святого Андрея

Франческа Пелличотти, Швейцарский федеральный институт по исследованию леса, снежного покрова и ландшафта

Синь Ли, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Вэй Ян, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Цзин Гао, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Вэйцай Ван, Институт исследований Тибетского нагорья, Китайская академия наук

Литература

Bense, V.F., Kooi, H., Ferguson, G. and Read, T., 2012. Permafrost degradation as a control on hydrogeological regime shifts in a warming climate. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 117(F3).

Bolch, T., Pieczonka, T., Mukherjee, K. and Shea, J., 2017. Brief communication: Glaciers in the Hunza catchment (Karakoram) have been nearly in balance since the 1970s. Cryosphere, 11(1): 531-539.

Cao, B., Pan, B., Wang, J., Shangguan, D., Wen, Z., Qi, W., Cui, H. and Lu, Y., 2014. Changes in the glacier extent and surface elevation along the Ningchan and Shuiguan river source, eastern Qilian Mountains, China. Quaternary Research, 81(3): 531-537.

Che, T., Hao, X., Dai, L., Li, H., Huang, X. and Xiao, L., 2019. Snow Cover Variation and Its Impacts over the Qinghai-Tibet Plateau. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences, 34(11): 1247-1253.

Che, T., Li, X., Jin, R., Armstrong, R. and Zhang, T., 2008. Snow depth derived from passive microwave remote-sensing data in China. Annals of Glaciology, 49: 145-154.

Chen, A.a., Wang, N., Li, Z., Wu, Y., Zhang, W. and Guo, Z., 2017. Region-wide glacier mass budgets for the Tanggula Mountains between similar to 1969 and similar to 2015 derived from remote sensing data. Arctic Antarctic and Alpine Research, 49(4): 551-568.

Cheng, G., Zhao, L., Li, R., Wu, X., Sheng, Y., Hu, G., Zou, D., Jin, H., Li, X. and Wu, Q., 2019. Characteristic, changes and impacts of permafrost on Qinghai-Tibet Plateau. Chinese Science Bulletin, 64(27): 2783-2795.

Connon, R.F., Quinton, W.L., Craig, J.R. and Hayashi, M., 2014. Changing hydrologic connectivity due to permafrost thaw in the lower Liard River valley, NWT, Canada. Hydrological Processes, 28(14): 4163-4178.

Farinotti, D., Immerzeel, W.W., de Kok, R.J., Quincey, D.J. and Dehecq, A., 2020. Manifestations and mechanisms of the Karakoram glacier Anomaly. Nature Geoscience, 13(1): 8-+.

Gao, B., Yang, D., Qin, Y., Wang, Y., Li, H., Zhang, Y. and Zhang, T., 2018. Change in frozen soils and its effect on regional hydrology, upper Heihe basin, northeastern Qinghai–Tibetan Plateau. The Cryosphere, 12(2): 657-673.

Gao, X., Ye, B., Zhang, S., Qiao, C. and Zhang, X., 2010. Glacier runoff variation and its influence on river runoff during 1961-2006 in the Tarim River Basin, China. Science China-Earth Sciences, 53(6): 880-891.

Gao, Y., Chen, F., Lettenmaier, D.P., Xu, J., Xiao, L. and Li, X., 2018. Does elevation-dependent warming hold true above 5000 m elevation? Lessons from the Tibetan Plateau. npj Climate and Atmospheric Science, 1(1): 19.

Gao, Y., Cuo, L. and Zhang, Y., 2014. Changes in Moisture Flux over the Tibetan Plateau during 1979–2011 and Possible Mechanisms. Journal of Climate, 27(5): 1876-1893.

Gao, Y., Li, X., Ruby Leung, L., Chen, D. and Xu, J., 2015. Aridity changes in the Tibetan Plateau in a warming climate. Environmental Research Letters, 10(3): 034013.

Gardelle, J., Berthier, E., Arnaud, Y. and Kaab, A., 2013. Region-wide glacier mass balances over the Pamir-Karakoram-Himalaya during 1999-2011. Cryosphere, 7(4): 1263-1286.

Gardner, A.S., Moholdt, G., Cogley, J.G., Wouters, B., Arendt, A.A., Wahr, J., Berthier, E., Hock, R., Pfeffer, W.T., Kaser, G., Ligtenberg, S.R.M., Bolch, T., Sharp, M.J., Hagen, J.O., van den Broeke, M.R. and Paul, F., 2013. A Reconciled Estimate of Glacier Contributions to Sea Level Rise: 2003 to 2009. Science, 340(6134): 852-857.

Gong, T., Liu, C. and Liu, J., 2006. Hydrological Response of Lhasa River to Climate Change and Permafrost Degradation in Xizang. Acta Geographica Sinica, 61(5): 519-526.

Guo, W., Liu, S., Xu, L., Wu, L., Shangguan, D., Yao, X., Wei, J., Bao, W., Yu, P., Liu, Q. and Jiang, Z., 2015. The second Chinese glacier inventory: data, methods and results. Journal of Glaciology, 61(226): 357-372.

Harris, S.A., French, H.M., Heginbottom, J.A., Johnston, G.H., Ladanyi, B., Sego, D.C., and van Everdingen, R.O. 1988. Glossary of permafrost and related ground-ice terms. Associate Committee on Geotechnical Research, National Research Council of Canada, Ottawa, 156.

Hu, G., Zhao, L., Li, R., Wu, X., Wu, T., Xie, C., Zhu, X. and Su, Y., 2019. Variations in soil temperature from 1980 to 2015 in permafrost regions on the Qinghai-Tibetan Plateau based on observed and reanalysis products. Geoderma, 337: 893-905.

Huss, M. and Hock, R., 2018. Global-scale hydrological response to future glacier mass loss. Nature Climate Change, 8(2): 135-+.

Immerzeel, W.W., Lutz, A.F., Andrade, M., Bahl, A., Biemans, H., Bolch, T., Hyde, S., Brumby, S., Davies, B.J., Elmore, A.C., Emmer, A., Feng, M., Fernandez, A., Haritashya, U., Kargel, J.S., Koppes, M., Kraaijenbrink, P.D.A., Kulkarni, A.V., Mayewski, P.A., Nepal, S., Pacheco, P., Painter, T.H., Pellicciotti, F., Rajaram, H., Rupper, S., Sinisalo, A., Shrestha, A.B., Viviroli, D., Wada, Y., Xiao, C., Yao, T. and Baillie, J.E.M., 2020. Importance and vulnerability of the world's water towers. Nature, 577(7790): 364-+.

Immerzeel, W.W., van Beek, L.P.H. and Bierkens, M.F.P., 2010. Climate Change Will Affect the Asian Water Towers. Science, 328(5984): 1382-1385.

Kääb, A., Berthier, E., Nuth, C., Gardelle, J. and Arnaud, Y., 2012. Contrasting patterns of early twenty-first-century glacier mass change in the Himalayas. Nature, 488(7412): 495-498.

Kääb, A., Leinss, S., Gilbert, A., Buhler, Y., Gascoin, S., Evans, S.G., Bartelt, P., Berthier, E., Brun, F., Chao, W.-A., Farinotti, D., Gimbert, F., Guo, W., Huggel, C., Kargel, J.S., Leonard, G.J., Tian, L., Treichler, D. and Yao, T., 2018. Massive collapse of two glaciers in western Tibet in 2016 after surge-like instability. Nature Geoscience, 11(2): 114-120.

Kaltenborn, B. P., Nellemann, C., Vistnes, I. I. (Eds). 2010. High mountain glaciers and climate change – Challenges to human livelihoods and adaptation. United Nations Environment Programme, GRID-Arendal.

Kang, S., Xu, Y., You, Q., Flügel, W.-A., Pepin, N. and Yao, T., 2010. Review of climate and cryospheric change in the Tibetan Plateau. Environmental Research Letters, 5(1): 015101.

Ke, L., Ding, X. and Song, C., 2015. Heterogeneous changes of glaciers over the western Kunlun Mountains based on ICESat and Landsat-8 derived glacier inventory. Remote Sensing of Environment, 168: 13-23.

Kehrwald, N.M., Thompson, L.G., Tandong, Y., Mosley-Thompson, E., Schotterer, U., Alfimov, V., Beer, J., Eikenberg, J. and Davis, M.E., 2008. Mass loss on Himalayan glacier endangers water resources. Geophysical Research Letters, 35(22).

Li, X., Wang, L., Guo, X. and Chen, D., 2017. Does summer precipitation trend over and around the Tibetan Plateau depend on elevation? International Journal of Climatology, 37(S1): 1278-1284.

Liu, X. and Chen, B., 2000. Climatic warming in the Tibetan Plateau during recent decades. International Journal of Climatology, 20(14): 1729-1742.

Liu, X., Cheng, Z., Yan, L. and Yin, Z.-Y., 2009. Elevation dependency of recent and future minimum surface air temperature trends in the Tibetan Plateau and its surroundings. Global and Planetary Change, 68(3): 164-174.

Maurer, J.M., Schaefer, J.M., Rupper, S. and Corley, A., 2019. Acceleration of ice loss across the Himalayas over the past 40 years. Science Advances, 5(6).

Neckel, N., Kropacek, J., Bolch, T. and Hochschild, V., 2014. Glacier mass changes on the Tibetan Plateau 2003-2009 derived from ICESat laser altimetry measurements. Environmental Research Letters, 9(1).

Niu, L., Ye, B., Li, J. and Sheng, Y., 2011. Effect of permafrost degradation on hydrological processes in typical basins with various permafrost coverage in Western China. Science China-Earth Sciences, 54(4): 615-624.

Pieczonka, T., Bolch, T., Wei, J. and Liu, S., 2013. Heterogeneous mass loss of glaciers in the Aksu-Tarim Catchment (Central Tien Shan) revealed by 1976 KH-9 Hexagon and 2009 SPOT-5 stereo imagery. Remote Sensing of Environment, 130: 233-244.

Rees, H.G. and Collins, D.N., 2006. Regional differences in response of flow in glacier-fed Himalayan rivers to climatic warming. Hydrological Processes, 20(10): 2157-2169.

RGI, 2017. Randolph Glacier Inventory 6.0

Scherler, D., Bookhagen, B. and Strecker, M.R., 2011. Spatially variable response of Himalayan glaciers to climate change affected by debris cover. Nature Geoscience, 4(3): 156-159.

Shangguan, D., Liu, S., Ding, Y., Zhang, Y., Li, X. and Wu, Z., 2010. Changes in the elevation and extent of two glaciers along the Yanglonghe river, Qilian Shan, China. Journal of Glaciology, 56(196): 309-317.

Wang, J. and Li, S., 2006. Effect of climatic change on snowmelt runoffs in mountainous regions of inland rivers in Northwestern China. Science in China Series D: Earth Sciences, 49(8): 881-888.

Wang, N., He, J., Pu, J., Jiang, X. and Jing, Z., 2010. Variations in equilibrium line altitude of the Qiyi Glacier, Qilian Mountains, over the past 50 years. Chinese Science Bulletin, 55(33): 3810-3817.

Wang, N., Yao, T., Xu, B., Chen, A.a. and Wang, W., 2019. Spatiotemporal Pattern, Trend, and Influence of Glacier Change in Tibetan Plateau and Surroundings under Global Warming. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences, 34(11): 1220-1232.

Wang, Y., Hou, S., Hong, S., Hur Soon, D. and Liu, Y., 2008. Glacier extent and volume change (1966-2000) on the Su-lo Mountain in northeastern Tibetan Plateau, China. Journal of Mountain Science, 5(4): 299-309.

Wang, Y., Ren, J., Qin, D. and Qin, X., 2013. Regional Glacier Volume Changes Derived from Satellite Data:A Case Study in the Qilian Mountains. Journal of Glaciology and Geocryology, 35(3): 583-592.

Wei, J., Liu, S., Guo, W., Xu, J., Bao, W. and Shangguan, D., 2015b. Changes in glacier volume in the north bank of the Bangong Co Basin from 1968 to 2007 based on historical topographic maps, SRTM, and ASTER stereo images. Arctic Antarctic and Alpine Research, 47(2): 301-311.

Wei, J.-f., Liu, S.-y., Xu, J.-l., Guo, W.-q., Bao, W.-j., Shangguan, D.-h. and Jiang, Z.-l., 2015a. Mass loss from glaciers in the Chinese Altai Mountains between 1959 and 2008 revealed based on historical maps, SRTM, and ASTER images. Journal of Mountain Science, 12(2): 330-343.

WGMS, 2017. Global Glacier Change Bulletin No. 2 (2014-2015), in ICSU(WDS)/IUGG(IACS)/UNEP/UNESCO/WMO, World Glacier Monitoring Service, edited by M. Zemp, Nussbaumer, S. U., Gärtner-Roer, I., Huber, J., Machguth, H., Paul, F., and Hoelzle, M. (eds.), Zurich, Switzerland.

World Resources Institute, 2003. Watersheds of the World, World Resources Institute, New York.

Wu, K., Liu, S., Jiang, Z., Xu, J., Wei, J. and Guo, W., 2018. Recent glacier mass balance and area changes in the Kangri Karpo Mountains from DEMs and glacier inventories. Cryosphere, 12(1): 103-121.

Wu, X., Fang, H., Zhao, Y., Smoak, J.M., Li, W., Shi, W., Sheng, Y., Zhao, L. and Ding, Y., 2017. A conceptual model of the controlling factors of soil organic carbon and nitrogen densities in a permafrost-affected region on the eastern Qinghai-Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, 122(7): 1705-1717.

Xu, A., Yang, T., Wang, C. and Ji, Q., 2016. Variation of glaciers in the Shaksgam River Basin, Karakoram Mountains during 1978-2015. Progress in Geography, 35(7): 878-888.

Xu, J., Liu, S., Zhang, S., Guo, W. and Wang, J., 2013. Recent Changes in Glacial Area and Volume on Tuanjiefeng Peak Region of Qilian Mountains, China. Plos One, 8(8).

Yang, K., Wu, H., Qin, J., Lin, C., Tang, W. and Chen, Y., 2014. Recent climate changes over the Tibetan Plateau and their impacts on energy and water cycle: A review. Global and Planetary Change, 112: 79-91.

Yang, Y., Wu, Q., Jin, H., Wang, Q., Huang, Y., Luo, D., Gao, S. and Jin, X., 2019. Delineating the hydrological processes and hydraulic connectivities under permafrost degradation on Northeastern Qinghai-Tibet Plateau, China. Journal of Hydrology, 569: 359-372.

Yang, Y., Wu, Q., Yun, H., Jin, H. and Zhang, Z., 2016. Evaluation of the hydrological contributions of permafrost to the thermokarst lakes on the Qinghai-Tibet Plateau using stable isotopes. Global and Planetary Change, 140: 1-8.

Yao, T., Xue, Y., Chen, D., Chen, F., Thompson, L., Cui, P., Koike, T., Lau, W.K.M., Lettenmaier, D., Mosbrugger, V., Zhang, R., Xu, B., Dozier, J., Gillespie, T., Gu, Y., Kang, S., Piao, S., Sugimoto, S., Ueno, K., Wang, L., Wang, W., Zhang, F., Sheng, Y., Guo, W., Ailikun, Yang, X., Ma, Y., Shen, S.S.P., Su, Z., Chen, F., Liang, S., Liu, Y., Singh, V.P., Yang, K., Yang, D., Zhao, X., Qian, Y., Zhang, Y. and Li, Q., 2018. Recent Third Pole’s Rapid Warming Accompanies Cryospheric Melt and Water Cycle Intensification and Interactions between Monsoon and Environment: Multidisciplinary Approach with Observations, Modeling, and Analysis. Bulletin of the American Meteorological Society, 100(3): 423-444.

Ye, W., Wang, F., Li, Z., Zhang, H., Xu, C. and Huai, B., 2016. Temporal and spatial distributions of the equilibrium line altitudes of the monitoring glaciers in High Asia. Journal of Glaciology and Geocryology, 38(6): 1459-1469.

You, Q., Zhang, Y., Xie, X. and Wu, F., 2019. Robust elevation dependency warming over the Tibetan Plateau under global warming of 1.5°C and 2°C. Climate Dynamics, 53(3): 2047-2060.

Zemp, M., Huss, M., Thibert, E., Eckert, N., McNabb, R., Huber, J., Barandun, M., Machguth, H., Nussbaumer, S.U., Gartner-Roer, I., Thomson, L., Paul, F., Maussion, F., Kutuzov, S. and Cogley, J.G., 2019. Global glacier mass changes and their contributions to sea-level rise from 1961 to 2016. Nature, 568(7752): 382-+.

Zhang, Z., Liu, S., Wei, J., Xu, J., Guo, W., Bao, W. and Jiang, Z., 2016. Mass Change of Glaciers in Muztag Ata-Kongur Tagh, Eastern Pamir, China from 1971/76 to 2013/14 as Derived from Remote Sensing Data. Plos One, 11(1).

Zhao, L., Cheng, G.D., Li, S.X., Zhao, X.M. and Wang, S.L., 2000. Thawing and freezing processes of active layer in Wudaoliang region of Tibetan Plateau. Chinese Science Bulletin, 45(23): 2181-2187.

Zhao, L., Hu, G., Zou, D., Wu, X., Ma, L., Sun, Z., Yuan, L., Zhou, H. and Liu, S., 2019. Permafrost Changes and Its Effects on Hydrological Processes on Qinghai-Tibet Plateau. Bulletin of the Chinese Academy of Sciences, 34(11): 1233-1246.

Zhou, Y., Li, Z., Li, J., Zhao, R. and Ding, X., 2018. Glacier mass balance in the Qinghai Tibet Plateau and its surroundings from the mid-1970s to 2000 based on Hexagon KH-9 and SRTM DEMs. Remote Sensing of Environment, 210: 96-112.

Zhou, Y., Li, Z., Li, J., Zhao, R. and Ding, X., 2019. Geodetic glacier mass balance (1975-1999) in the central Pamir using the SRTM DEM and KH-9 imagery. Journal of Glaciology, 65(250): 309-320.

Zou, D., Zhao, L., Sheng, Y., Chen, J., Hu, G., Wu, T., Wu, J., Xie, C., Wu, X., Pang, Q., Wang, W., Du, E., Li, W., Liu, G., Li, J., Qin, Y., Qiao, Y., Wang, Z., Shi, J. and Cheng, G., 2017. A new map of permafrost distribution on the Tibetan Plateau. The Cryosphere, 11(6): 2527-2542.