近日，我院林志强副教授（通讯作者）指导的2023级硕士研究生姜龙（第一作者），在国际期刊《Remote Sensing》（中科学分区2区，IF=4.2）上发表了题为“Monitoring and Disaster Assessment of Glacier Lake Outburst in High Mountains Asian Using Multi-satellites and HEC-RAS: A Case of Kyagar in 2018”的研究论文。论文的合作者包括西藏自治区气象局西藏高原大气环境科学研究所周振波正研，大气科学学院郑佳锋副教授、苏东生博士和宋敏红副教授；2023级硕士生罗鸿欣同学也参与了研究。本研究由第二次青藏高原科学考察与研究计划（STEP）（2019QZKK0103）、国家自然科学基金（42165006，42030611）和西藏自治区2022年重点研发计划（XZ202201ZY0008G）等项目资助。

论文结合多卫星遥感资料和水文动力学模型建立了洪水淹没范围和深度的方法，为洪涝灾害评估提供基础资料。为了检验该方法的适用性，以Kyagar冰川湖2018年的一次溃决过程为例，探讨了在资料匮乏地区洪涝灾害监测和评估的应用。

亚洲高山地区的冰川极易受到全球变暖的影响。在中国，自1990年代以来，由冰川直接补给湖水的冰川湖呈现快速发展的扩张趋势。冰川湖在储存淡水和构成重大自然灾害（如洪水、滑坡和泥石流）方面发挥着双重作用，这使它们成为灾害风险管理研究的焦点。结合冰川运动，当湖水超于承载上限时，突然爆发的溃决事件往往会形成迅猛的洪水灾害，对下游人口和基础设置构成重大威胁。然而，这些偏远地区的观测资料稀少，溃决事件的监测和早期预警极具挑战性。现有资料往往需要结合实地测量数据以构建模型，并且只能得出冰川湖在溃决爆发后部分人工测站的水文数据。为了探究利用有限资料再现高山冰川湖溃决演变的可能性，研究团队通过对遥感资料提取水文信息、FwDET反演水深、DEM资料插值库容曲线、搭建详细水动力模型，对冰川湖溃决事件展开多时态分析，以动态的角度研究冰川湖溃决的灾害过程。

本研究通过对2018年8月10日凌晨突发在新疆的喀喇昆仑山脉的典型冰川湖克亚吉尔冰川湖溃决事件进行建模，观察冰舌坝上下游水资源的特征变化，最后将模拟资料与基于卫星观测数据的同时次结果进行对比研究。研究结果显示，利用来自卫星的遥感数据，本研究成功地描绘了Kyagar冰川湖在爆发前后的水域范围。通过应用FwDET，得出了水深和体积的变化，溃决过程中的平均流量约为126.6 m³/s。而遥感资料和库容曲线的集成有助于我们搭建水动力模型，该模型能在中低流量阶段模拟出具有一定准确率的湖水淹没范围。在该模型下我们能清晰地观察到一次完整的灾害事件给各地区带来的灾害影响。本研究展示了一种有效的高山冰湖溃决灾害评估方法，强调了遥感和水动力建模在灾害模拟中的巨大潜力，为未来的灾害管理和预警系统提供了有价值的角度。

论文信息:Jiang Long, Lin ZQ*, Zhou ZB, Luo HX, Zheng JF, Su DS, Song MH (2024):Monitoring and Disaster Assessment of Glacier Lake Outburst in High Mountains Asian Using Multi-satellites and HEC-RAS: A Case of Kyagar in 2018.Remote Sens. 2024, 16(23), 4447; https://doi.org/10.3390/rs16234447.

图1.克亚吉尔冰川湖。(a)亚洲高山上的位置。黑色三角形代表克亚吉尔冰川。背景：由30m分辨率的SRTM DEM数据和亚洲高山边界制成。(b-c)克亚吉尔冰川和湖泊的地理位置。该图像是基于2018年7月12日获取的Landsat8的2级表面反射率数据的伪彩色合成图像，使用波段5、4和3。蓝色的冰川边界来自国家青藏高原/第三极环境数据中心。

图2.遥感数据处理流程图和水动力建模流程图。卫星参数信息来自Sentinel Online-SentiWiki（https://sentiwiki.copernicus.eu/web/s1-mission）。S1和S2图像来源：TAS-I和EADS Astrium.

图10.冰川大坝下游区域随时间变化的洪水泛滥图，由HEC-RAS模拟。(Downstream):基于HEC-RAS的淹没图，是模拟过程中每个部分最大淹没深度的并集，Start-End表示沿箭头流向的下游河流的纵剖面。(a)-(c)表示沿Start-End纵剖面上水面高程(WSE)、水深和流速随距离的变化，而Cross1-3表示在不同的近乎垂直于河道的横截面上水深随时间变化的三维视图的位置。(d)-(f)为Cross1-3的水深随时间的变化。每个时间点(t1-t8)代表整个模拟中的不同时间点，t5(8月11日0536am)和t8(8月12日0058am)分别对应卫星数据的采集时间。平均深度(Average Depth)表示的平均水深随时间变化。