Published February 16, 2023 | Version v1
Publication Open

Interdecadal glacier inventories in the Karakoram since the 1990s

  • 1. Yunnan University
  • 2. Northwest Institute of Eco-Environment and Resources
  • 3. Chinese Academy of Sciences
  • 4. University of St Andrews
  • 5. University of Oslo
  • 6. Northwest Normal University
  • 7. Institute of Mountain Hazards and Environment
  • 8. Hunan University of Science and Technology
  • 9. Muhammad Nawaz Shareef University of Agriculture

Description

Abstract. Multi-temporal glacier inventories provide key information about the glaciers, their characteristics, and changes and are inevitable for glacier modelling and investigating geodetic mass changes. However, to date, no consistent multi-temporal glacier inventory for the whole of the Karakoram exists, negatively affecting the monitoring of spatio-temporal variations in glaciers' geometric parameters and their related applications. We used a semi-automatic method combining automatic segmentation and manual correction and produced a multi-temporal Karakoram glacier inventory (KGI) compiled from Landsat TM/ETM+/OLI (Thematic Mapper, Enhanced Thematic Mapper Plus, and Operational Land Imager) images for the 1990s, 2000s, 2010s, and 2020s. Our assessments using independent multiple digitisation of 37 glaciers show that the KGI is sufficiently accurate, with an overall uncertainty of ±3.68 %. We also performed uncertainty evaluation for the contiguous glacier polygons using a buffer of half a pixel, which resulted in an average mapping uncertainty of ±5.21 %. We calculated more than 20 attributes for each glacier, including coordinates, area, supraglacial debris area, date information, and topographic parameters derived from the ASTER GDEM (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer global digital elevation model). According to KGI-2020s, approximately 10 500 alpine glaciers (>0.01 km2 each) cover an area of 22 510±828 km2 of which 10.18±0.38 % (2290±84 km2) is covered by supraglacial debris. Over the past 3 decades, the glaciers experienced a loss of clean ice and/or snow area but a gain in supraglacial debris. Supraglacial debris cover has increased by 17.63±1.44 % (343.30±27.95 km2), while non-debris-covered glaciers decreased by 1.56±0.24 % (319.85±49.92 km2). The total glacier area was relatively stable and showed only a slight insignificant increase of 23.45±28.85 km2 (0.10±0.13 %). The glacier area has declined by 3.27±0.24 % in the eastern Karakoram, while the glacier area slightly increased in central (0.65±0.10 %) and western Karakoram (1.26±0.11 %). Supraglacial debris has increased over the whole of Karakoram, especially in areas above 4200 m a.s.l. (above sea level), showing an upward shift. The glacier area changes were characterised by strong spatial heterogeneity, influenced by surging and advancing glaciers. However, due to global warming, the glaciers are on average retreating. This is in particular true for small and debris-free glaciers. The multi-temporal KGI data are available at the National Cryosphere Desert Data Center of China: https://doi.org/10.12072/ncdc.glacier.db2386.2022 (F. Xie et al., 2022).

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

Translated Description (Arabic)

الملخص. توفر قوائم جرد الأنهار الجليدية متعددة الأزمنة معلومات أساسية حول الأنهار الجليدية وخصائصها وتغيراتها وهي حتمية لنمذجة الأنهار الجليدية والتحقيق في تغيرات الكتلة الجيوديسية. ومع ذلك، حتى الآن، لا يوجد جرد متسق للأنهار الجليدية متعددة الأزمنة لكامل كاراكورام، مما يؤثر سلبًا على مراقبة الاختلافات المكانية والزمانية في المعلمات الهندسية للأنهار الجليدية وتطبيقاتها ذات الصلة. استخدمنا طريقة شبه تلقائية تجمع بين التجزئة التلقائية والتصحيح اليدوي وأنتجنا جردًا متعدد الأزمنة للأنهار الجليدية في كاراكورام (KGI) تم تجميعه من Landsat TM/ETM+/OLI (مخطط مواضيعي، مخطط مواضيعي معزز، وتصوير أرضي تشغيلي) صورًا للتسعينيات والألفينات والسنوات 2010 و2020. تُظهر تقييماتنا باستخدام الرقمنة المتعددة المستقلة لـ 37 نهرًا جليديًا أن مؤشر KGI دقيق بما فيه الكفاية، مع عدم يقين عام قدره ±3.68 ٪. أجرينا أيضًا تقييمًا لعدم اليقين للمضلعات الجليدية المتجاورة باستخدام مخزن مؤقت يبلغ نصف بكسل، مما أدى إلى متوسط عدم اليقين في رسم الخرائط يبلغ ±5.21 ٪. قمنا بحساب أكثر من 20 سمة لكل نهر جليدي، بما في ذلك الإحداثيات والمساحة ومنطقة الحطام فوق الجليدي ومعلومات التاريخ والمعلمات الطبوغرافية المستمدة من ASTER GDEM (نموذج الارتفاع الرقمي العالمي للانبعاثات الحرارية والانعكاس المحمول في الفضاء). وفقًا لمؤشر KGI -2020s، يغطي ما يقرب من 10،500 من الأنهار الجليدية في جبال الألب (>0.01 كم 2 لكل منها) مساحة 22،510 ±828 كم 2 منها 10.18±0.38 ٪ (2290±84 كم 2) مغطاة بالحطام فوق الجليدي. على مدى العقود الثلاثة الماضية، شهدت الأنهار الجليدية فقدانًا للجليد النظيف و/أو منطقة الثلوج ولكن زيادة في الحطام فوق الجليدي. زاد غطاء الحطام فوق الجليدي بنسبة 17.63±1.44 ٪ (343.30 ±27.95 كم 2)، في حين انخفضت الأنهار الجليدية غير المغطاة بالحطام بنسبة 1.56±0.24 ٪ (319.85±49.92 كم 2). كانت المساحة الإجمالية للأنهار الجليدية مستقرة نسبيًا ولم تظهر سوى زيادة طفيفة قدرها 23.45±28.85 كم 2 (0.10±0.13 ٪). انخفضت منطقة الأنهار الجليدية بنسبة 3.27±0.24 ٪ في شرق كاراكورام، في حين زادت منطقة الأنهار الجليدية بشكل طفيف في الوسط (0.65±0.10 ٪) وغرب كاراكورام (1.26±0.11 ٪). ازداد الحطام فوق الجليدي في جميع أنحاء كاراكورام، خاصة في المناطق التي يزيد ارتفاعها عن 4200 متر مربع (فوق مستوى سطح البحر)، مما يدل على تحول صعودي. تميزت التغيرات في منطقة الأنهار الجليدية بعدم التجانس المكاني القوي، متأثرة بارتفاع الأنهار الجليدية وتقدمها. ومع ذلك، بسبب الاحترار العالمي، تتراجع الأنهار الجليدية في المتوسط. وينطبق هذا بشكل خاص على الأنهار الجليدية الصغيرة والخالية من الحطام. تتوفر بيانات KGI متعددة الأزمنة في المركز الوطني لبيانات صحراء الغلاف الجليدي في الصين: https://doi.org/10.12072/ncdc.glacier.db2386.2022 (F. Xie et al.، 2022).

Translated Description (French)

Résumé. Les inventaires multitemporels des glaciers fournissent des informations clés sur les glaciers, leurs caractéristiques et leurs changements et sont inévitables pour la modélisation des glaciers et l'étude des changements de masse géodésique. Cependant, à ce jour, il n'existe pas d'inventaire multitemporel cohérent des glaciers pour l'ensemble du Karakoram, ce qui affecte négativement le suivi des variations spatio-temporelles des paramètres géométriques des glaciers et de leurs applications connexes. Nous avons utilisé une méthode semi-automatique combinant segmentation automatique et correction manuelle et avons produit un inventaire multitemporel des glaciers du Karakoram (KGI) compilé à partir d'images Landsat TM/ETM+/OLI (Thematic Mapper, Enhanced Thematic Mapper Plus et Operational Land Imager) pour les années 1990, 2000, 2010 et 2020. Nos évaluations par numérisation multiple indépendante de 37 glaciers montrent que le KGI est suffisamment précis, avec une incertitude globale de ±3,68 %. Nous avons également effectué une évaluation de l'incertitude pour les polygones de glaciers contigus à l'aide d'un tampon d'un demi-pixel, ce qui a entraîné une incertitude de cartographie moyenne de ±5,21 %. Nous avons calculé plus de 20 attributs pour chaque glacier, y compris les coordonnées, la zone, la zone de débris supraglaciaires, les informations de date et les paramètres topographiques dérivés du modèle d'élévation numérique global ASTER GDEM (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer global elevation model). Selon KGI-2020s, environ 10 500 glaciers alpins (>0,01 km2 chacun) couvrent une superficie de 22 510±828 km2 dont 10,18±0,38 % (2 290±84 km2) sont recouverts de débris supraglaciaires. Au cours des trois dernières décennies, les glaciers ont connu une perte de glace propre et/ou de neige, mais un gain de débris supraglaciaires. La couverture de débris supraglaciaires a augmenté de 17,63±1,44 % (343,30 ±27,95 km2), tandis que les glaciers non recouverts de débris ont diminué de 1,56±0,24 % (319,85±49,92 km2). La superficie totale du glacier était relativement stable et n'a montré qu'une légère augmentation insignifiante de 23,45±28,85 km2 (0,10±0,13 %). La superficie des glaciers a diminué de 3,27±0,24 % dans l'est du Karakoram, tandis que la superficie des glaciers a légèrement augmenté dans le centre (0,65±0,10 %) et l'ouest du Karakoram (1,26±0,11 %). Les débris supraglaciaires ont augmenté sur l'ensemble du Karakoram, en particulier dans les zones au-dessus de 4200 m d'altitude (au-dessus du niveau de la mer), montrant un déplacement vers le haut. Les changements de zone glaciaire ont été caractérisés par une forte hétérogénéité spatiale, influencée par l'afflux et l'avancée des glaciers. Cependant, en raison du réchauffement climatique, les glaciers reculent en moyenne. Cela est particulièrement vrai pour les petits glaciers sans débris. Les données multi-temporelles du KGI sont disponibles au National Cryosphere Desert Data Center of China : https://doi.org/10.12072/ncdc.glacier.db2386.2022 (F. Xie et al., 2022).

Translated Description (Spanish)

Resumen. Los inventarios multitemporales de glaciares proporcionan información clave sobre los glaciares, sus características y cambios, y son inevitables para el modelado de glaciares y la investigación de los cambios de masa geodésica. Sin embargo, hasta la fecha, no existe un inventario multitemporal consistente de glaciares para todo el Karakórum, lo que afecta negativamente el monitoreo de las variaciones espacio-temporales en los parámetros geométricos de los glaciares y sus aplicaciones relacionadas. Utilizamos un método semiautomático que combina la segmentación automática y la corrección manual y produjimos un inventario multitemporal del glaciar Karakoram (KGI) compilado a partir de imágenes de Landsat TM/ETM+/OLI (Thematic Mapper, Enhanced Thematic Mapper Plus y Operational Land Imager) para las décadas de 1990, 2000, 2010 y 2020. Nuestras evaluaciones utilizando la digitalización múltiple independiente de 37 glaciares muestran que el KGI es lo suficientemente preciso, con una incertidumbre general de ±3.68 %. También realizamos una evaluación de incertidumbre para los polígonos glaciares contiguos utilizando un búfer de medio píxel, lo que resultó en una incertidumbre de mapeo promedio de ±5.21 %. Calculamos más de 20 atributos para cada glaciar, incluyendo coordenadas, área, área de desechos supraglaciales, información de fecha y parámetros topográficos derivados del ASTER GDEM (Radiómetro Avanzado de Emisión y Reflexión Térmica Espacial). Según los KGI-2020, aproximadamente 10 500 glaciares alpinos (>0,01 km2 cada uno) cubren un área de 22 510±828 km2 de los cuales el 10,18±0,38 % (2290±84 km2) está cubierto por desechos supraglaciales. En las últimas 3 décadas, los glaciares experimentaron una pérdida de hielo limpio y/o área de nieve, pero una ganancia en escombros supraglaciales. La cobertura de escombros supraglaciales ha aumentado en un 17,63±1,44 % (343,30±27,95 km2), mientras que los glaciares no cubiertos de escombros han disminuido en un 1,56±0,24 % (319,85±49,92 km2). El área total del glaciar fue relativamente estable y mostró solo un ligero aumento insignificante de 23,45±28,85 km2 (0,10±0,13 %). El área del glaciar ha disminuido en un 3,27±0,24 % en el Karakórum oriental, mientras que el área del glaciar aumentó ligeramente en el Karakórum central (0,65±0,10 %) y occidental (1,26±0,11 %). Los desechos supraglaciales han aumentado en todo el Karakórum, especialmente en áreas por encima de los 4200 m s.n.m. (sobre el nivel del mar), mostrando un cambio ascendente. Los cambios en el área de los glaciares se caracterizaron por una fuerte heterogeneidad espacial, influenciada por el aumento y el avance de los glaciares. Sin embargo, debido al calentamiento global, los glaciares están retrocediendo en promedio. Esto es particularmente cierto para los glaciares pequeños y libres de escombros. Los datos multitemporales de KGI están disponibles en el Centro Nacional de Datos del Desierto de la Criosfera de China: https://doi.org/10.12072/ncdc.glacier.db2386.2022 (F. Xie et al., 2022).

Files

essd-15-847-2023.pdf.pdf

Files (13.1 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
md5:37b83c4591459a258b5eec060d7639b7
13.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مخزونات الأنهار الجليدية بين العقدين في كاراكورام منذ التسعينيات
Translated title (French)
Inventaires inter-décennaux des glaciers du Karakoram depuis les années 1990
Translated title (Spanish)
Inventarios interdecadales de glaciares en el Karakórum desde la década de 1990

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4321102398
DOI
10.5194/essd-15-847-2023

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1968657307
  • https://openalex.org/W1971400458
  • https://openalex.org/W1973200177
  • https://openalex.org/W1973765414
  • https://openalex.org/W1984055975
  • https://openalex.org/W2004962745
  • https://openalex.org/W2006549667
  • https://openalex.org/W2008804875
  • https://openalex.org/W2011198707
  • https://openalex.org/W2016502779
  • https://openalex.org/W2019916967
  • https://openalex.org/W2024695456
  • https://openalex.org/W2027331267
  • https://openalex.org/W2027709137
  • https://openalex.org/W2038851050
  • https://openalex.org/W2041369670
  • https://openalex.org/W2043274087
  • https://openalex.org/W2066907097
  • https://openalex.org/W2068525240
  • https://openalex.org/W2075790569
  • https://openalex.org/W2077020350
  • https://openalex.org/W2078094383
  • https://openalex.org/W2097208041
  • https://openalex.org/W2099949050
  • https://openalex.org/W2105424262
  • https://openalex.org/W2110098148
  • https://openalex.org/W2124173916
  • https://openalex.org/W2139536410
  • https://openalex.org/W2146297705
  • https://openalex.org/W2150337006
  • https://openalex.org/W2150948381
  • https://openalex.org/W2156661232
  • https://openalex.org/W2157123418
  • https://openalex.org/W2164453447
  • https://openalex.org/W2165774828
  • https://openalex.org/W2168601869
  • https://openalex.org/W2173640817
  • https://openalex.org/W2194600065
  • https://openalex.org/W2283099471
  • https://openalex.org/W2322545094
  • https://openalex.org/W2346886762
  • https://openalex.org/W2398968891
  • https://openalex.org/W2399163247
  • https://openalex.org/W2587810711
  • https://openalex.org/W2725897987
  • https://openalex.org/W2734386147
  • https://openalex.org/W2753209250
  • https://openalex.org/W2755224296
  • https://openalex.org/W2761502060
  • https://openalex.org/W2767846971
  • https://openalex.org/W2784513399
  • https://openalex.org/W2795570725
  • https://openalex.org/W2796065709
  • https://openalex.org/W2800892990
  • https://openalex.org/W2801893023
  • https://openalex.org/W2884406474
  • https://openalex.org/W2894048098
  • https://openalex.org/W2898442636
  • https://openalex.org/W2905312190
  • https://openalex.org/W2907753745
  • https://openalex.org/W2910419600
  • https://openalex.org/W2912817725
  • https://openalex.org/W2944827548
  • https://openalex.org/W2962335626
  • https://openalex.org/W2992820108
  • https://openalex.org/W2994754751
  • https://openalex.org/W2996477568
  • https://openalex.org/W2997088339
  • https://openalex.org/W3001777192
  • https://openalex.org/W3006567957
  • https://openalex.org/W3040206949
  • https://openalex.org/W3045486392
  • https://openalex.org/W3046260540
  • https://openalex.org/W3046668975
  • https://openalex.org/W3047104772
  • https://openalex.org/W3085406910
  • https://openalex.org/W3092293781
  • https://openalex.org/W3097480168
  • https://openalex.org/W3107547220
  • https://openalex.org/W3122135190
  • https://openalex.org/W3127199302
  • https://openalex.org/W3130967375
  • https://openalex.org/W3164015447
  • https://openalex.org/W3180447170
  • https://openalex.org/W3199873602
  • https://openalex.org/W3210553507
  • https://openalex.org/W4206106704
  • https://openalex.org/W4210269304
  • https://openalex.org/W4213251176
  • https://openalex.org/W4224053103
  • https://openalex.org/W4225500699
  • https://openalex.org/W4245428520
  • https://openalex.org/W4254404885
  • https://openalex.org/W4304184388
  • https://openalex.org/W4312281284