Published October 15, 2014 | Version v1
Publication Open

Early 21st century snow cover state over the western river basins of the Indus River system

Creators

  • 1. Universität Hamburg
  • 2. University of Reading
  • 3. Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University
  • 4. Eurac Research
  • 5. TU Dresden
  • 6. University of Zurich

Description

Abstract. In this paper we assess the snow cover and its dynamics for the western river basins of the Indus River system (IRS) and their sub-basins located in Afghanistan, China, India and Pakistan for the period 2001–2012. First, we validate the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) daily snow products from Terra (MOD10A1) and Aqua (MYD10A1) against the Landsat Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper plus (TM/ETM+) data set, and then improve them for clouds by applying a validated non-spectral cloud removal technique. The improved snow product has been analysed on a seasonal and annual basis against different topographic parameters (aspect, elevation and slope). Our results show a decreasing tendency for the annual average snow cover for the westerlies-influenced basins (upper Indus basin (UIB), Astore, Hunza, Shigar and Shyok) and an increasing tendency for the monsoon-influenced basins (Jhelum, Kabul, Swat and Gilgit). Seasonal average snow cover decreases during winter and autumn, and increases during spring and summer, which is consistent with the observed cooling and warming trends during the respective seasons. Sub-basins at relatively higher latitudes/altitudes show higher variability than basins at lower latitudes/middle altitudes. Northeastern and northwestern aspects feature greater snow cover. The mean end-of-summer regional snow line altitude (SLA) zones range from 3000 to 5000 m a.s.l. for all basins. Our analysis provides an indication of a descending end-of-summer regional SLA zone for most of the studied basins, which is significant for the Shyok and Kabul basins, thus indicating a change in their water resources. Such results are consistent with the observed hydro-climatic data, recently collected local perceptions and glacier mass balances for the investigated period within the UIB. Moreover, our analysis shows a significant correlation between winter season snow cover and the North Atlantic Oscillation (NAO) index of the previous autumn. Similarly, the inter-annual variability of spring season snow cover and spring season precipitation explains well the inter-annual variability of the summer season discharge from most of the basins. These findings indicate some potential for the seasonal stream flow forecast in the region, suggesting snow cover as a possible predictor.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص. نقيم في هذه الورقة الغطاء الثلجي ودينامياته لأحواض الأنهار الغربية لنظام نهر السند (IRS) وأحواضها الفرعية الموجودة في أفغانستان والصين والهند وباكستان للفترة 2001–2012. أولاً، نقوم بالتحقق من صحة منتجات مقياس طيف التصوير المعتدل (MODIS) من Terra (MOD10A1) و AQUA (MYD10A1) مقابل مجموعة بيانات Landsat Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper plus (TM/ETM+)، ثم نقوم بتحسينها للغيوم من خلال تطبيق تقنية إزالة سحابة غير طيفية تم التحقق من صحتها. تم تحليل منتج الثلج المحسن على أساس موسمي وسنوي مقابل معلمات طبوغرافية مختلفة (الجانب والارتفاع والمنحدر). تظهر نتائجنا ميلًا متناقصًا لمتوسط الغطاء الثلجي السنوي للأحواض المتأثرة بالغرب (حوض السند العلوي (UIB) وأستور وهونزا وشيغار وشيوك) وميلًا متزايدًا للأحواض المتأثرة بالرياح الموسمية (جيلوم وكابول وسوات وجلجيت). ينخفض متوسط الغطاء الثلجي الموسمي خلال فصل الشتاء والخريف، ويزداد خلال فصلي الربيع والصيف، وهو ما يتوافق مع اتجاهات التبريد والاحترار الملحوظة خلال المواسم المعنية. تظهر الأحواض الفرعية عند خطوط العرض/الارتفاعات المرتفعة نسبيًا تباينًا أعلى من الأحواض عند خطوط العرض/الارتفاعات المتوسطة المنخفضة. تتميز الجوانب الشمالية الشرقية والشمالية الغربية بغطاء ثلجي أكبر. يتراوح متوسط ارتفاع خط الثلوج الإقليمي في نهاية الصيف (SLA) من 3000 إلى 5000 متر مكعب لكل الأحواض. يوفر تحليلنا مؤشرًا على تناقص منطقة اتفاقية مستوى الخدمة الإقليمية في نهاية الصيف لمعظم الأحواض المدروسة، وهو أمر مهم لحوضي شيوك وكابول، مما يشير إلى حدوث تغيير في مواردهما المائية. تتوافق هذه النتائج مع البيانات المناخية المائية المرصودة، والتصورات المحلية التي تم جمعها مؤخرًا وتوازنات كتلة الأنهار الجليدية للفترة التي تم التحقيق فيها داخل UIB. علاوة على ذلك، يُظهر تحليلنا وجود ارتباط كبير بين الغطاء الثلجي لموسم الشتاء ومؤشر تذبذب شمال الأطلسي (NAO) في الخريف السابق. وبالمثل، فإن التباين السنوي للغطاء الثلجي لموسم الربيع وهطول الأمطار في موسم الربيع يفسر بشكل جيد التباين السنوي لتصريف موسم الصيف من معظم الأحواض. تشير هذه النتائج إلى بعض الاحتمالات لتنبؤات تدفق التيار الموسمي في المنطقة، مما يشير إلى الغطاء الثلجي كمؤشر محتمل.

Translated Description (French)

Résumé. Dans cet article, nous évaluons la couverture neigeuse et sa dynamique pour les bassins fluviaux occidentaux du système fluvial de l'Indus (IRS) et leurs sous-bassins situés en Afghanistan, en Chine, en Inde et au Pakistan pour la période 2001–2012. Tout d'abord, nous validons les produits de neige quotidiens du spectroradiomètre d'imagerie à résolution modérée (MODIS) de Terra (MOD10A1) et Aqua (MYD10A1) par rapport à l'ensemble de données Landsat Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper plus (TM/ETM+), puis nous les améliorons pour les nuages en appliquant une technique validée d'élimination des nuages non spectraux. Le produit neige amélioré a été analysé sur une base saisonnière et annuelle par rapport à différents paramètres topographiques (aspect, altitude et pente). Nos résultats montrent une tendance à la baisse de la couverture neigeuse annuelle moyenne pour les bassins influencés par l'ouest (bassin supérieur de l'Indus (UIB), Astore, Hunza, Shigar et Shyok) et une tendance à la hausse pour les bassins influencés par la mousson (Jhelum, Kaboul, Swat et Gilgit). La couverture neigeuse moyenne saisonnière diminue en hiver et en automne, et augmente au printemps et en été, ce qui correspond aux tendances observées en matière de refroidissement et de réchauffement au cours des saisons respectives. Les sous-bassins à des latitudes/altitudes relativement plus élevées présentent une variabilité plus élevée que les bassins à des latitudes plus basses/altitudes moyennes. Les aspects nord-est et nord-ouest présentent une plus grande couverture neigeuse. Les zones d'altitude moyenne de fin d'été des lignes de neige régionales (SLA) vont de 3000 à 5000 m d'altitude pour tous les bassins. Notre analyse fournit une indication d'une zone SLA régionale de fin d'été descendante pour la plupart des bassins étudiés, ce qui est significatif pour les bassins de Shyok et de Kaboul, indiquant ainsi un changement dans leurs ressources en eau. Ces résultats sont cohérents avec les données hydroclimatiques observées, les perceptions locales récemment recueillies et les bilans de masse des glaciers pour la période étudiée au sein de l'UIB. De plus, notre analyse montre une corrélation significative entre la couverture neigeuse de la saison hivernale et l'indice d'oscillation nord-atlantique (NAO) de l'automne précédent. De même, la variabilité interannuelle de la couverture neigeuse de la saison printanière et des précipitations de la saison printanière explique bien la variabilité interannuelle du débit de la saison estivale de la plupart des bassins. Ces résultats indiquent un certain potentiel pour les prévisions saisonnières d'écoulement des cours d'eau dans la région, suggérant la couverture neigeuse comme un prédicteur possible.

Translated Description (Spanish)

Resumen. En este trabajo se evalúa la cobertura de nieve y su dinámica para las cuencas fluviales occidentales del sistema del río Indo (IRS) y sus subcuencas ubicadas en Afganistán, China, India y Pakistán para el período 2001–2012. Primero, validamos los productos de nieve diarios del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) de Terra (MOD10A1) y Aqua (MYD10A1) contra el conjunto de datos Landsat Thematic Mapper/Enhanced Thematic Mapper plus (TM/ETM+), y luego los mejoramos para las nubes aplicando una técnica de eliminación de nubes no espectral validada. El producto de nieve mejorado se ha analizado de forma estacional y anual frente a diferentes parámetros topográficos (aspecto, altitud y pendiente). Nuestros resultados muestran una tendencia decreciente para la cubierta de nieve promedio anual para las cuencas influenciadas por los vientos del oeste (cuenca superior del Indo (UIB), Astore, Hunza, Shigar y Shyok) y una tendencia creciente para las cuencas influenciadas por el monzón (Jhelum, Kabul, Swat y Gilgit). La capa de nieve media estacional disminuye durante el invierno y el otoño, y aumenta durante la primavera y el verano, lo que es consistente con las tendencias observadas de enfriamiento y calentamiento durante las estaciones respectivas. Las subcuencas en latitudes/altitudes relativamente más altas muestran una mayor variabilidad que las cuencas en latitudes/altitudes medias más bajas. Los aspectos noreste y noroeste presentan una mayor cubierta de nieve. Las zonas de altitud media de la línea de nieve regional (SLA) al final del verano oscilan entre 3000 y 5000 m s.n.m. para todas las cuencas. Nuestro análisis proporciona una indicación de una zona SLA regional descendente al final del verano para la mayoría de las cuencas estudiadas, lo que es significativo para las cuencas de Shyok y Kabul, lo que indica un cambio en sus recursos hídricos. Dichos resultados son consistentes con los datos hidroclimáticos observados, las percepciones locales recopiladas recientemente y los balances de masa glaciar para el período investigado dentro de la UIB. Además, nuestro análisis muestra una correlación significativa entre la cubierta de nieve de la temporada de invierno y el índice de Oscilación del Atlántico Norte (Nao) del otoño anterior. Del mismo modo, la variabilidad interanual de la cubierta de nieve de la temporada de primavera y la precipitación de la temporada de primavera explica bien la variabilidad interanual de la descarga de la temporada de verano de la mayoría de las cuencas. Estos hallazgos indican cierto potencial para el pronóstico estacional del flujo de la corriente en la región, lo que sugiere que la capa de nieve es un posible predictor.

Files

hess-18-4077-2014.pdf.pdf

Files (7.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:31179662b0d47949df96ad0d493a6e23
7.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
حالة الغطاء الثلجي في أوائل القرن الحادي والعشرين فوق أحواض الأنهار الغربية لنظام نهر السند
Translated title (French)
État de la couverture neigeuse du début du XXIe siècle sur les bassins fluviaux occidentaux du système fluvial de l'Indus
Translated title (Spanish)
Estado de la capa de nieve de principios del siglo XXI sobre las cuencas fluviales occidentales del sistema del río Indo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3105035833
DOI
10.5194/hess-18-4077-2014

Is supplement to
https://openalex.org/W3208392407 (Other)
https://openalex.org/W2389014277 (Other)
https://openalex.org/W2358996359 (Other)
https://openalex.org/W2352174175 (Other)
https://openalex.org/W2350366928 (Other)
https://openalex.org/W227720562 (Other)
https://openalex.org/W2188791838 (Other)
https://openalex.org/W2124466890 (Other)
https://openalex.org/W2047624980 (Other)
https://openalex.org/W2015403142 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1518354070
  • https://openalex.org/W1533551908
  • https://openalex.org/W1675021660
  • https://openalex.org/W1965359117
  • https://openalex.org/W1978098673
  • https://openalex.org/W1984614551
  • https://openalex.org/W1987288027
  • https://openalex.org/W1994811290
  • https://openalex.org/W1995926097
  • https://openalex.org/W2004218220
  • https://openalex.org/W2005308331
  • https://openalex.org/W2014693698
  • https://openalex.org/W2018369970
  • https://openalex.org/W2019357839
  • https://openalex.org/W2020486557
  • https://openalex.org/W2022824993
  • https://openalex.org/W2030854745
  • https://openalex.org/W2033157729
  • https://openalex.org/W2035234005
  • https://openalex.org/W2039592289
  • https://openalex.org/W2039791261
  • https://openalex.org/W2046216120
  • https://openalex.org/W2050675961
  • https://openalex.org/W2051300546
  • https://openalex.org/W2061294445
  • https://openalex.org/W2062367645
  • https://openalex.org/W2066907097
  • https://openalex.org/W2068525240
  • https://openalex.org/W2071895912
  • https://openalex.org/W2074522083
  • https://openalex.org/W2078026570
  • https://openalex.org/W2078094383
  • https://openalex.org/W2082359949
  • https://openalex.org/W2082382823
  • https://openalex.org/W2085585287
  • https://openalex.org/W2086418724
  • https://openalex.org/W2091102786
  • https://openalex.org/W2093936554
  • https://openalex.org/W2095989164
  • https://openalex.org/W2096842752
  • https://openalex.org/W2101735307
  • https://openalex.org/W2103051330
  • https://openalex.org/W2103497845
  • https://openalex.org/W2113383654
  • https://openalex.org/W2113963652
  • https://openalex.org/W2115713536
  • https://openalex.org/W2126468629
  • https://openalex.org/W2126516585
  • https://openalex.org/W2131477567
  • https://openalex.org/W2133894646
  • https://openalex.org/W2139536410
  • https://openalex.org/W2141018440
  • https://openalex.org/W2142800341
  • https://openalex.org/W2150948381
  • https://openalex.org/W2154777230
  • https://openalex.org/W2155806297
  • https://openalex.org/W2156205656
  • https://openalex.org/W2156965997
  • https://openalex.org/W2157628125
  • https://openalex.org/W2159582756
  • https://openalex.org/W2163313455
  • https://openalex.org/W2165641465
  • https://openalex.org/W2166252673
  • https://openalex.org/W2169248607
  • https://openalex.org/W2172201702
  • https://openalex.org/W2173640817
  • https://openalex.org/W2174243311
  • https://openalex.org/W2326509726
  • https://openalex.org/W4242839126
  • https://openalex.org/W4249089687