Published December 20, 2023 | Version v1
Publication

Annual to seasonal glacier mass balance in High Mountain Asia derived from Pléiades stereo images: examples from the Pamir and the Tibetan Plateau

  • 1. University of St Andrews
  • 2. Centro Científico Tecnológico - Mendoza
  • 3. University of Washington
  • 4. Aerospace Information Research Institute
  • 5. Chinese Academy of Sciences
  • 6. Newcastle University
  • 7. Cranfield University
  • 8. University of Zurich
  • 9. Institute of Tibetan Plateau Research
  • 10. Graz University of Technology

Description

Abstract. Glaciers are crucial sources of freshwater in particular for the arid lowlands surrounding High Mountain Asia. To better constrain glacio-hydrological models, annual, or even better, seasonal information about glacier mass changes is highly beneficial. In this study, we evaluate the suitability of very-high-resolution Pléiades digital elevation models (DEMs) to measure glacier mass balance at annual and seasonal scales in two regions of High Mountain Asia (Muztagh Ata in Eastern Pamirs and parts of western Nyainqêntanglha, south-central Tibetan Plateau), where recent estimates have shown contrasting glacier behaviour. The average annual mass balance in Muztagh Ata between 2019 and 2022 was −0.07 ± 0.20 m w.e. a−1, suggesting the continuation of a recent phase of slight mass loss following a prolonged period of balanced mass budgets previously observed. The mean annual mass balance in western Nyainqêntanglha was highly negative for the same period (−0.60 ± 0.15 m w.e. a−1), suggesting increased mass loss rates compared to the approximately previous 5 decades. The 2022 winter (+0.13 ± 0.24 m w.e.) and summer (−0.35 ± 0.15 m w.e.) mass budgets in Muztagh Ata and western Nyainqêntanglha (−0.03 ± 0.27 m w.e. in winter; −0.63 ± 0.07 m w.e. in summer) suggest winter- and summer-accumulation-type regimes, respectively. We support our findings by implementing the Sentinel-1-based Glacier Index to identify the firn and wet-snow areas on glaciers and characterize the accumulation type. The good match between the geodetic and Glacier Index results supports the potential of very-high-resolution Pléiades data to monitor mass balance at short timescales and improves our understanding of glacier accumulation regimes across High Mountain Asia.

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

Translated Description (Arabic)

الخلاصة. الأنهار الجليدية هي مصادر حاسمة للمياه العذبة وخاصة بالنسبة للأراضي المنخفضة القاحلة المحيطة بجبل آسيا المرتفع. لتقييد النماذج الجليدية الهيدرولوجية بشكل أفضل، فإن المعلومات الموسمية حول تغيرات كتلة الأنهار الجليدية مفيدة للغاية. في هذه الدراسة، نقوم بتقييم مدى ملاءمة نماذج الارتفاع الرقمية عالية الدقة من Pléiades (DEMs) لقياس توازن كتلة الأنهار الجليدية على المستويين السنوي والموسمي في منطقتين من آسيا الجبلية العالية (Muztagh Ata في بامير الشرقية وأجزاء من غرب Nyainqêntanglha، جنوب وسط هضبة التبت)، حيث أظهرت التقديرات الأخيرة سلوكًا متباينًا للأنهار الجليدية. بلغ متوسط توازن الكتلة السنوي في مزطغ عطا بين عامي 2019 و 2022 −0.07 ± 0.20 متر مع−1، مما يشير إلى استمرار مرحلة حديثة من فقدان الكتلة الطفيف بعد فترة طويلة من الميزانيات الجماعية المتوازنة التي لوحظت سابقًا. كان متوسط توازن الكتلة السنوي في غرب نيانكينتانغلها سلبيًا للغاية لنفس الفترة (-0.60 ± 0.15 m w.e.a −1)، مما يشير إلى زيادة معدلات فقدان الكتلة مقارنة بالعقود الخمسة السابقة تقريبًا. تشير ميزانيتا شتاء 2022 (+0.13 ± 0.24 م) وصيف 2022 (-0.35 ± 0.15 م) إلى أنظمة من نوع تراكم الشتاء والصيف، على التوالي. نحن ندعم النتائج التي توصلنا إليها من خلال تنفيذ مؤشر الأنهار الجليدية القائم على Sentinel -1 لتحديد المناطق الجليدية والثلجية الرطبة على الأنهار الجليدية وتوصيف نوع التراكم. يدعم التطابق الجيد بين نتائج المؤشر الجيوديسي ومؤشر الأنهار الجليدية إمكانات بيانات Pléiades عالية الدقة للغاية لمراقبة توازن الكتلة في فترات زمنية قصيرة ويحسن فهمنا لأنظمة تراكم الأنهار الجليدية عبر جبال آسيا العالية.

Translated Description (French)

Résumé. Les glaciers sont des sources cruciales d'eau douce en particulier pour les plaines arides entourant l'Asie de haute montagne. Pour mieux contraindre les modèles glacio-hydrologiques, des informations annuelles, voire meilleures, sur les changements de masse des glaciers sont très bénéfiques. Dans cette étude, nous évaluons la pertinence des modèles numériques d'élévation (DEM) des Pléiades à très haute résolution pour mesurer le bilan massique des glaciers à des échelles annuelles et saisonnières dans deux régions d'Asie de haute montagne (Muztagh Ata dans le Pamirs oriental et certaines parties de l'ouest de Nyainqêntanglha, plateau tibétain du centre-sud), où des estimations récentes ont montré un comportement glaciaire contrasté. Le bilan massique annuel moyen à Muztagh Ata entre 2019 et 2022 était de −0,07 ± 0,20 m w.e. a −1, suggérant la poursuite d'une phase récente de légère perte de masse suite à une période prolongée de bilans massiques équilibrés précédemment observés. Le bilan de masse annuel moyen dans l'ouest de Nyainqêntanglha était très négatif pour la même période (−0,60 ± 0,15 m w.e. a−1), suggérant des taux de perte de masse accrus par rapport aux environ 5 décennies précédentes. Les budgets de masse de l'hiver 2022 (+0,13 ± 0,24 m w.e.) et de l'été (−0,35 ± 0,15 m w.e.) à Muztagh Ata et à l'ouest de Nyainqêntanglha (−0,03 ± 0,27 m w.e. en hiver ; −0,63 ± 0,07 m w.e. en été) suggèrent des régimes de type accumulation hivernale et estivale, respectivement. Nous appuyons nos conclusions en mettant en œuvre l'indice glaciaire basé sur Sentinel-1 pour identifier les zones de sapin et de neige humide sur les glaciers et caractériser le type d'accumulation. La bonne correspondance entre les résultats de l'indice géodésique et de l'indice des glaciers soutient le potentiel des données Pléiades à très haute résolution pour surveiller le bilan massique à court terme et améliore notre compréhension des régimes d'accumulation des glaciers en Asie de haute montagne.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Los glaciares son fuentes cruciales de agua dulce, en particular para las áridas tierras bajas que rodean la Alta Montaña de Asia. Para restringir mejor los modelos glaciohidrológicos, la información anual, o incluso mejor, estacional sobre los cambios en la masa de los glaciares es altamente beneficiosa. En este estudio, evaluamos la idoneidad de los modelos digitales de elevación (DEM) de Pléiades de muy alta resolución para medir el balance de masa de los glaciares a escalas anuales y estacionales en dos regiones de Alta Montaña de Asia (Muztagh Ata en los Pamires Orientales y partes del oeste de Nyainqêntanglha, meseta tibetana centro-sur), donde las estimaciones recientes han mostrado un comportamiento glaciar contrastante. El balance de masa anual promedio en Muztagh Ata entre 2019 y 2022 fue de −0.07 ± 0.20 m w.e. a −1, lo que sugiere la continuación de una fase reciente de ligera pérdida de masa después de un período prolongado de presupuestos de masa equilibrados previamente observados. El balance de masa anual medio en Nyainqêntanglha occidental fue altamente negativo para el mismo período (−0.60 ± 0.15 m w.e. a −1), lo que sugiere mayores tasas de pérdida de masa en comparación con las 5 décadas aproximadamente anteriores. Los presupuestos masivos de invierno (+0,13 ± 0,24 m e.v.) y verano (-0,35 ± 0,15 m e.v.) de 2022 en Muztagh Ata y Nyainqêntanglha occidental (-0,03 ± 0,27 m e.v. en invierno; -0,63 ± 0,07 m e.v. en verano) sugieren regímenes de acumulación de invierno y verano, respectivamente. Apoyamos nuestros hallazgos implementando el Índice de glaciares basado en Sentinel-1 para identificar las áreas de nieve húmeda y nieve húmeda en los glaciares y caracterizar el tipo de acumulación. La buena coincidencia entre los resultados geodésicos y del Índice de Glaciares respalda el potencial de los datos de Pléiades de muy alta resolución para monitorear el equilibrio de masas en escalas de tiempo cortas y mejora nuestra comprensión de los regímenes de acumulación de glaciares en High Mountain Asia.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توازن الكتلة الجليدية السنوية إلى الموسمية في آسيا الجبلية العالية المستمدة من صور ستيريو Pléiades: أمثلة من بامير وهضبة التبت
Translated title (French)
Bilan massique annuel à saisonnier des glaciers en Asie de haute montagne dérivé des images stéréo des Pléiades : exemples du Pamir et du plateau tibétain
Translated title (Spanish)
Balance de masa glaciar anual a estacional en Asia de alta montaña derivado de imágenes estéreo de Pléiades: ejemplos del Pamir y la meseta tibetana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4390033739
DOI
10.5194/tc-17-5435-2023

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1643612192
  • https://openalex.org/W1945240767
  • https://openalex.org/W1968580830
  • https://openalex.org/W1980862881
  • https://openalex.org/W1988213535
  • https://openalex.org/W1988705811
  • https://openalex.org/W1997001490
  • https://openalex.org/W2004245996
  • https://openalex.org/W2005590190
  • https://openalex.org/W2006183560
  • https://openalex.org/W2011281037
  • https://openalex.org/W2013173111
  • https://openalex.org/W2021684194
  • https://openalex.org/W2027709137
  • https://openalex.org/W2028081603
  • https://openalex.org/W2029153117
  • https://openalex.org/W2032876812
  • https://openalex.org/W2053148365
  • https://openalex.org/W2066907097
  • https://openalex.org/W2067861845
  • https://openalex.org/W2071844133
  • https://openalex.org/W2076741679
  • https://openalex.org/W2079118083
  • https://openalex.org/W2093936554
  • https://openalex.org/W2099172829
  • https://openalex.org/W2099949050
  • https://openalex.org/W2109645763
  • https://openalex.org/W2110098148
  • https://openalex.org/W2113374751
  • https://openalex.org/W2116564120
  • https://openalex.org/W2117248802
  • https://openalex.org/W2119284220
  • https://openalex.org/W2121264346
  • https://openalex.org/W2121694455
  • https://openalex.org/W2126744737
  • https://openalex.org/W2133059825
  • https://openalex.org/W2144714805
  • https://openalex.org/W2169281607
  • https://openalex.org/W2169399989
  • https://openalex.org/W2263420555
  • https://openalex.org/W2295035152
  • https://openalex.org/W2308516304
  • https://openalex.org/W2320895311
  • https://openalex.org/W2326729576
  • https://openalex.org/W2417989679
  • https://openalex.org/W2422008233
  • https://openalex.org/W2462160016
  • https://openalex.org/W2471188938
  • https://openalex.org/W2487649767
  • https://openalex.org/W2501595919
  • https://openalex.org/W2557132568
  • https://openalex.org/W2570586804
  • https://openalex.org/W2587810711
  • https://openalex.org/W2626055387
  • https://openalex.org/W2725897987
  • https://openalex.org/W2730458784
  • https://openalex.org/W2738459315
  • https://openalex.org/W2743550873
  • https://openalex.org/W2765357843
  • https://openalex.org/W2789529680
  • https://openalex.org/W2790458193
  • https://openalex.org/W2793348722
  • https://openalex.org/W2801303082
  • https://openalex.org/W2885114643
  • https://openalex.org/W2888670335
  • https://openalex.org/W2888945633
  • https://openalex.org/W2894607483
  • https://openalex.org/W2898442636
  • https://openalex.org/W2904858773
  • https://openalex.org/W2905312190
  • https://openalex.org/W2907753745
  • https://openalex.org/W2908399813
  • https://openalex.org/W2912385857
  • https://openalex.org/W2921014872
  • https://openalex.org/W2936322338
  • https://openalex.org/W2939460491
  • https://openalex.org/W2944827548
  • https://openalex.org/W2949900482
  • https://openalex.org/W2968227153
  • https://openalex.org/W2974272795
  • https://openalex.org/W2980444988
  • https://openalex.org/W2992210793
  • https://openalex.org/W2992820108
  • https://openalex.org/W2997088339
  • https://openalex.org/W3003669653
  • https://openalex.org/W3012206216
  • https://openalex.org/W3027464494
  • https://openalex.org/W3029945190
  • https://openalex.org/W3037087226
  • https://openalex.org/W3046991276
  • https://openalex.org/W3085509882
  • https://openalex.org/W3096429338
  • https://openalex.org/W3122989493
  • https://openalex.org/W3136179920
  • https://openalex.org/W3154558876
  • https://openalex.org/W3158099307
  • https://openalex.org/W3160500284
  • https://openalex.org/W3170692190
  • https://openalex.org/W3180447170
  • https://openalex.org/W4210727842
  • https://openalex.org/W4225500699
  • https://openalex.org/W4229367652
  • https://openalex.org/W4280633612
  • https://openalex.org/W4281693171
  • https://openalex.org/W4283828853
  • https://openalex.org/W4285020391
  • https://openalex.org/W4288077452
  • https://openalex.org/W4292407605
  • https://openalex.org/W4296775152
  • https://openalex.org/W4297005711
  • https://openalex.org/W4304183970
  • https://openalex.org/W4311599473
  • https://openalex.org/W4322777139