2015年, 第37卷, 第4期 刊出日期:2015-08-25
  

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    冰冻圈与全球变化
  • 韩振宇, 高学杰, 石英, 吴佳, 王美丽, Filippo Giorgi
    冰川冻土. 2015, 37(4): 857-866. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0095
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    基于中国1:100万植被图和1:600万植被区划图, 按照通用陆面模式CLM植被功能型分类标准, 制作了可用于CLM及RegCM4区域气候模式的25 km×25 km分辨率的中国高精度土地覆盖数据(简称VEG数据). 相比CLM默认使用的土地覆盖数据(简称ORG数据), VEG数据不仅能提供更多的土地覆盖局地特征, 还纠正了ORG数据中裸地和农作物的比例偏高、 灌木的比例偏低等误差. 对比使用两套土地覆盖数据的RegCM4多年连续积分结果, 分析了不同土地覆盖分布对气温、 降水等的影响, 并从地表能量收支的角度给出影响机理解释. 结果显示: VEG数据的使用, 使得模式对冬季气温和降水的模拟能力有一定提高, 模式在南部区域偏干偏冷的系统误差有所减弱; 采用VEG数据后, 由于粗糙度、 反照率等下垫面参数的改变及云量的变化, 使得地表能量收支发生显著调整. 青藏高原地区的气温变化与湍流通量和长波辐射的变化有密切的联系, 主要源自粗糙度引起的湍流通量增加、 以及云量引起的向下净长波辐射增加. 而在中国中部和南部, 短波辐射变化更为明显, 它与地表反照率的变化相一致. 基于所制作的土地覆盖数据, 可广泛应用于CLM模式在中国区域的应用之中.
  • 唐延婧, 宋丹, 廖波, 柳艳香
    冰川冻土. 2015, 37(4): 867-875. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0096
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    为认识连续电线积冰过程中的积冰变化及对应的气象要素特征, 对贵州省2008-2014年7个冬季进行了实际积冰厚度值的估算, 发现连续电线积冰过程中并非积冰日数越长积冰危害越重. 对多个连续积冰过程中不同积冰变化状态下的气象要素特征进行统计分析, 结果表明: 积冰厚度值与气温因子的相关性更好, 积冰变化值与变温的相关系数较高; 日雨量和平均湿度对积冰的影响相互独立; 蒸发量的影响不可忽视. 积冰消融与增长的影响因子明显不同, 积冰消融和积冰维持仅在变温项上差异明显, 最高气温上升是影响积冰消融的关键因素; 积冰增长时大多为较平稳的降温, 过去24 h有降雨, 相对湿度大, 蒸发量小, 与其余两种情况有显著差异. 一次典型连续结冰过程中, 负变温更利于积冰的增长和维持; 积冰消融时无降水; 明显的日降雨量利于积冰增长, 但两者无线性关系. 最后, 对显著积冰变化做了定义及分析, 显著增长和消融在连续过程中易出现的时段不同, 显著积冰变化的高温日变化差异明显; 显著积冰增长要求的雨量更多, 湿度更高, 蒸发量更小.
  • 周晓宇, 赵春雨, 王颖, 崔妍, 张新宜, 胡春丽, 林蓉
    冰川冻土. 2015, 37(4): 876-887. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0097
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    利用辽宁省52个气象台站逐日平均气温、 最高气温和最低气温数据, 使用国际通用的10种极端气候指数, 研究了1961-2012年辽宁省极端气温事件的气候变化特征. 结果表明: 年平均极端气温事件空间分布存在明显的地区差异. 时间尺度上, 1961-2012年辽宁省年及四季极端暖事件(暖昼日数、 暖夜日数、 夏季日数、 热带夜数和热浪持续指数)呈增加趋势, 极端冷事件(冷昼日数、 冷夜日数、 结冰日数、 霜冻日数和寒潮持续指数)呈减少趋势; 极端暖事件在20世纪90年代中期开始明显增加, 极端冷事件在20世纪80年代末期开始显著减少; 极端暖事件的变化速率要小于极端冷事件. 辽宁省气温日较差有增大的趋势, 极端暖(冷)事件的增加(减少)在秋季(冬季)最为显著. 空间变化上, 极端气温事件在全省基本都呈一致的增加或减少的分布. 多数极端气温事件均存在8 a左右的周期, 检测到的突变的时间大致在20世纪80年代中期到90年代末期. 20世纪80年代末期辽宁省气候变暖后, 极端暖事件和冷事件均有明显的增加和减少.
  • 孔尚成, 戴升, 王敏
    冰川冻土. 2015, 37(4): 888-897. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0098
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    利用青海省48个测站雷暴、 雷电灾害监测资料, 分析了1961-2013年青海全省雷暴日数、 1997-2014年雷电灾害气候特征及其变化趋势. 结果表明: 青海省年雷暴日数在2.3~73.8 d之间, 两个高值中心分别在囊谦及祁连山的大通, 而两个低值中心在冷湖和西宁. 多雷区分布在三江源大部、 青海高原东北部大部, 而柴达木盆地为雷暴低发区. 青海高原雷暴日数分布特征为自东南向西北随纬度增加而逐渐减少, 各地区雷暴日数减少趋势非常显著, 三江源尤为突出. 全省大部分地区经历了增加-减少-增加-减少的演变规律; 各地雷暴的年内分布呈单峰型, 雷暴主要发生在5-9月, 主要集中在 6-8月, 最早出现在1月, 最晚出现在11月. 全省平均初雷日为4月16日, 最早初雷暴日为1月9日, 平均终雷暴日为9月15日, 最晚终雷暴日为11月28日. 青海省雷电灾害次数以微弱的次数增加, 直接经济损失、 人员伤亡也呈增加趋势, 家用、 办公电子电器设备损失呈增加趋势, 而电力设备、 建筑物、 交通、 金融等行业发生的次数、 损失呈下降趋势.
  • 史莲梅, 赵智鹏, 王旭
    冰川冻土. 2015, 37(4): 898-904. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0099
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    通过整理、 普查得到1961-2014年新疆以县为单位的雹灾频次、 受灾面积、 经济损失的样本序列, 在此基础上定义了表征雹灾程度的无量纲数损失指数. 结果表明: 新疆雹灾频次集中出现在阿克苏地区、 博州、 石河子地区, 5-8月为多发期, 6月最多. 雹灾的年际变化呈现出2~5 a的短周期和7~8 a的长周期, 20世纪60、 70年代为新疆雹灾的少发期, 1980-1994年、 2001-2014年为雹灾的两个集中高发期. 按照地区累计灾损指数将新疆雹灾划分为5个等级, 阿克苏地区属严重雹灾区, 喀什地区、 塔城地区、 伊犁州属重雹灾区, 石河子地区、 博州、 昌吉州、 巴州、 克拉玛依市属中雹灾区, 阿勒泰地区、 克州、 和田地区、 哈密地区属轻雹灾区, 吐鲁番地区和乌鲁木齐市属微雹灾区.
  • 王秋香, 刘卫平, 李圆圆, 古丽格娜, 孔婷, 侯俊, 姚艳丽
    冰川冻土. 2015, 37(4): 905-915. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0100
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    选用新疆1952-2013年75个县707条雪灾害资料, 采用灰色关联评估模型以县为单位将新疆分为特重雪灾区、 重雪灾区、 一般雪灾区、 小雪灾区. 用气候趋势系数与五阶函数分析各雪灾区牲畜死亡数额的长期变化趋势, 并用morlet小波分析其振荡周期. 结果表明: 全疆及各雪灾区牲畜死亡数额基本都存在23 a左右的长周期, 14~17 a中周期, 10 a左右的小周期, 另外, 还存在5~7 a的小波动, 各区周期振荡的强弱及时间范围不同. 全疆及特重雪灾区牲畜死亡数额长期以来有减少趋势; 而重雪灾区和一般雪灾区牲畜死亡数额长期以来有微弱的增加趋势. 特重雪灾区牲畜死亡数额长期变化趋势决定了新疆雪灾牲畜死亡数额的长期变化趋势, 全疆平均每年因雪灾牲畜死亡数额以0.4%的速率递减, 特重雪灾区每年按上一年度总额1.4%的速率递减. 由于20世纪80年代开始, 新疆有计划、 大规模推行牧民定居工程, 从而大大提高了新疆牧业抗御自然灾害的能力, 以及冬春气温升高的缘故, 使得全疆及各雪灾区牲畜死亡数额大大减少. 因为各牧业区实施牧民定居工程开始的时间不同, 使全疆各雪灾区牲畜死亡数额高值期(年代际与年际尺度振荡的活跃期)进入低值期(少发时期)的临界时间存在差异.
  • 李甫, 周秉荣, 祁栋林, 周万福, 肖宏斌, 校瑞香
    冰川冻土. 2015, 37(4): 916-923. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0101
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    基于青海玉树隆宝湿地2011年10月-2012年9月气象观测数据, 利用组合法计算其近地面的感热通量和潜热通量, 进而分析近地面能量收支状况. 结果表明: 隆宝湿地太阳辐射资源充足, 达6 770.8 MJ·m-2, 受积雪影响, 冬季日反射率最高可达0.93; 11月和12月地面吸收的90%以上短波能量以辐射形式传给大气, 而6月份则不到30%. 地面全年以净辐射和土壤热通量吸收能量, 其中, 77%以潜热形式支出, 23%以感热形式支出, 但各月能量收支特征与之有所不同.
  • 唐信英, 韩琳, 王鸽, 王顺久
    冰川冻土. 2015, 37(4): 924-930. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0102
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    利用藏东南地区进行的地气交换观测数据, 分析了典型晴天和阴天不同下垫面辐射过程的特征及其差异. 结果表明: 藏东南地区典型晴天不同下垫面总辐射均呈现出明显的日变化规律, 典型阴天各下垫面总辐射日峰值与典型晴空天气下的总辐射日峰值差值不大, 日均值显著减小; 反射辐射日变化趋势与总辐射变化一致, 但变化曲线比总辐射离散, 阴天地表反射辐射受总辐射和下垫面的综合影响; 向上长波辐射日变化幅度和量值都大于向下长波辐射, 下垫面类型对向下长波辐射没有影响. 净辐射具有明显的日变化特征, 和总辐射的相位一致, 农田净辐射的日峰值和日均值最大.
  • 赵显波, 刘振平, 许士国, 刘铁军
    冰川冻土. 2015, 37(4): 931-939. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0103
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    在黑龙江省水利科学研究院水利试验研究中心的综合实验观测场, 利用2011年11月-2012年4月一个冬季冻融循环期的实测黑土耕层剖面土壤湿度和温度数据, 对典型中-深季节冻土区黑土耕层土壤湿度与冻结融化期土壤温度变化进行研究. 根据阳坡的黑土耕层土壤浅层1 cm、 5 cm、 10 cm及15 cm四种不同深度, 对冻融循环过程中土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化特征进行分析, 研究黑土耕层土壤冻融过程中不同深度土壤水分的变化情况, 了解降水和温度对不同深度土壤湿度变化的影响. 结果表明: 在北京时间08:00、 14:00及20:00, 阳坡15 cm、 10 cm、 5 cm及1 cm深度黑土耕层土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化的线性相关可决系数分别为0.9298、 0.9216、 0.5989、 0.7281, 斜率平均标准偏差分别为0.017、 0.019、 0.095、 0.056, 截距平均标准偏差分别为0.17、 0.25、 1.31、 0.83. 阳坡10 cm及15 cm深度的黑土耕层土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化呈十分显著的线性相关关系. 阳坡5 cm深度的黑土耕层土壤湿度在冻结融化期与土壤温度变化线性关系稍微显著. 在整个冻结融化期, 因受太阳辐射、 降水及蒸发的强烈影响, 阳坡浅层1 cm深度黑土耕层土壤湿度与土壤温度线性相关性不如10 cm及15 cm深度的关系显著, 但比5 cm深度的关系显著.
  • 王星东, 王成, 李新广
    冰川冻土. 2015, 37(4): 940-945. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0104
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    在微波散射计的简单冰盖融化物理模型的基础上, 提出了不依赖于实地观测数据的自动阈值分割的南极冰盖冻融探测的新算法, 即利用广义高斯模型对通过微波散射计简单冰盖融化物理模型变换得到的数据做直方图统计, 得到干湿雪划分的最优阈值, 从而得到干湿雪的冻融分布图. 这种算法不但解决了物理模型算法需依赖实测冰盖融化信息才能进行冰盖冻融探测的问题, 而且能自动选择较多的样本, 提高了冰盖冻融探测的计算效率、 实用性和可操作性. 算法也能被应用到其他地区, 为全球的冰盖冻融探测提供了方法学的支持和补充.
  • 袁乐先, 李斐, 张胜凯, 肖峰, 杨元德, 鄂栋臣
    冰川冻土. 2015, 37(4): 946-953. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0105
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    南极数字高程模型(DEM)是从事南极地学和环境变化研究的基础. 内插是建立数字高程模型的重要技术点, 插值方法有多种, 根据不同的适用情况, 不同的插值方法各有优劣. 利用克里格、 距离反权、 三角网剖分、 最小曲率以及移动平均5种插值方法分别建立南极冰盖小范围区域的DEM, 通过抽取部分观测数据作为验证值对各插值方法进行了比较. 结果表明: 克里格插值方法的可靠性最好, 稳定性最高. 然后, 利用克里格插值方法, 基于ICESat测高卫星的GLA12数据建立了南极冰盖的DEM. 由于南极大陆实测数据有限, 缺乏对DEM的检核. 为了分析所建DEM的可靠性, 利用中国南极内陆冰盖考察所采集的GPS实测数据, 对所建立的DEM进行了验证分析. 结果显示, DEM在坡度较缓的南极内陆冰盖区域精度较高, 符合度在3 m以内; 距离卫星轨道越近的区域精度越高, 可达到1 m 以内. 在坡度较大, 高程变化较为显著的区域如沿海地区, 精度较低, 差距最大的点超过40 m.
  • 苌亚平, 种丹, 李浩杰, 秦甲, 张世强
    冰川冻土. 2015, 37(4): 954-962. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0106
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    地表温度是描述地表和大气之间物质交换和能量平衡的关键参数之一. 利用疏勒河上游流域2010年7月25日过境的HJ-1B卫星数据, 采用修正的Jimenez-Mufloz&Sobrino普适性单通道算法反演了疏勒河上游流域的地表温度. 与MODIS LST产品的对比验证表明, 该算法在研究区有较高的精度. 同时, 对不同土地利用类型的地表温度的分析表明, 土地利用类型不同, 其地表温度存在一定的差异, 其中, 稀疏草地的地表温度最高, 裸岩次之. 研究发现, 在河流和冰川区, 修正的单通道算法可能高估了表面温度. 同时, 对模型反演所需的关键地表参数的敏感性分析发现, 算法在一定范围(0~0.01)内对比辐射率不太敏感, 但超过该范围则变得非常敏感, 而对大气水汽含量比较敏感. 因此, 一定程度上, 地表比辐射率和大气水汽含量的精度对HJ-1B卫星数据反演地表温度的准确性起主要作用.
  • 地表温度反演
  • 何红, 牛叔文, 齐敬辉
    冰川冻土. 2015, 37(4): 963-972. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0107
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    基于ArcGIS软件, 对哈尔腾河流域1990年、 2000年、 2010年3期Landsat5-TM遥感影像分6种土地覆盖类型进行解译. 结果表明: 近20 a来, 研究区无植被区面积呈净减少趋势, 减少 2 192.37 km2; 上游高海拔地区草地面积增加明显, 新增1 938.15 km2, 新增面积约占流域总面积的10%, 哈尔腾河流域呈显著绿化趋势; 冰雪面积增加210.39 km2, 主要是沿原有冰雪的前缘延伸. 各种覆盖类型之间的转换主要表现为无植被区向其他5种类型的转变, 反向转换则比较少; 三种草地之间的转换主要表现为由低向中、 高覆盖类型的转换. 气温的升高与降雨量的增加是该流域土地覆盖变化的主要影响因素. 气候变化明显改善了流域上游的植被覆盖, 但“引哈济党”工程调水1.0×108 m3后将对流域下游大苏干湖的生态系统产生一定影响. 应未雨绸缪, 加强监测和评估.
  • 张文翔, 史正涛, 刘勇, 苏怀, 牛洁
    冰川冻土. 2015, 37(4): 973-979. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0108
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    伊犁盆地作为中国黄土高原与欧洲黄土区的过渡区域, 其第四纪古气候研究对于揭示全球气候驱动及耦合机制具有重要的意义. 通过对伊犁盆地塔勒德晚更新世黄土-古土壤剖面粒度、 低频磁化率及地球化学元素分析, 探讨了西风区黄土-古土壤序列中古气候指标变化特征及记录的全球气候突变事件. 结果表明: 古土壤层中粒径<10 μm颗粒物含量明显高于黄土层, 与之相反的是古土壤层中的低频磁化率、 Zr/Rb值和元素Ti含量均小于黄土层, 且元素Ti含量与Zr/Rb间具有较高的相关性. 黄土-古土壤剖面中古气候代用指标清晰的记录了6次Heinrich(H)事件及Younger Drays(YD)事件, 但YD事件、 H1、 H2、 H5和H6事件变幅较H3和H4事件显著, 古气候指标与格陵兰冰芯δ18O、 季风区李家塬粒度和洛川、 西峰及环县Zr/Rb值均具有较好的一致性, 所记录的气候事件较李家塬、 洛川、 西峰更为显著. 结合已有研究说明, Heinrich和D-O旋回等气候事件是由西风区向季风区传递的, MIS3阶段温度的升高和常年受西风的影响是造成塔勒德气候环境变化特征的主要控制因素.
  • 孙哲, 王一博, 刘国华, 高泽永
    冰川冻土. 2015, 37(4): 980-990. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0109
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    为阐明青藏高原多年冻土区高寒草甸退化过程中土壤粒径分布(PSD)非均匀性和异质性的变化特征, 在青藏高原长江源区, 根据高寒草甸的退化梯度, 选取了未退化区域、 轻度退化区域、 中度退化区域、 重度退化区域和极重度退化区域, 测定了高寒草甸退化过程中土壤的粒径分布、 饱和导水率、 孔隙度与有机质含量. 运用多重分形理论, 并结合土壤颗粒分布与土壤理化特性等参数的相关性进行分析, 为高寒草甸退化对长江源高寒土壤性质变化的影响的定量研究提供一种精确的分析方法. 结果表明: 随着青藏高原多年冻土区高寒草甸退化程度的增加, 土壤颗粒呈粗粒化趋势, 多重分形参数中容量维数(D0)随之增大, 表征PSD宽度随之增大; 信息维数(D1)、 信息维数/容量维数(D1/D0)、 关联维数(D2)、 奇异谱宽(Δα)可从不同角度反映的土壤PSD的非均匀性与局部异质性随着高寒草甸退化有先增大后减小的趋势, 中度退化区域的土壤PSD不均匀性最大. 研究发现, 研究区土壤多重分形参数与细砂含量、 土壤的孔隙度、 有机质含量具有较明显的相关性. 多重分形参数能准确描述高寒草甸退化过程中土壤粒径分布的细微差别, 可作为反映土壤性质的潜在指标.
  • 寒区科学与技术
  • 张蔚, 何元庆, 刘婧
    冰川冻土. 2015, 37(4): 991-1001. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0110
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    用透水土工布包裹道砟碎石填筑的截排水纵向盲沟, 是哈尔滨-大连高速铁路(简称哈大高铁)在大开挖路堑段采用的重要的防冻胀工程措施. 由于碎石层在顶部温度较低时, 其中发生对流换热过程而强化对其下部土体的降温作用, 可能导致盲沟底部冻结而影响其防冻胀效果. 通过数值仿真软件分析了排水盲沟的温度状况, 结果表明: 对于哈大高铁的气温环境, 在不考虑积雪影响的条件下, 将发生盲沟底部排水管冻结积冰, 影响纵向盲沟防冻胀效果的问题. 在盲沟顶土层中加设0.1 m保温板能够提高盲沟底部的最低温度, 推迟起始冻结时刻, 缩短冻结时长, 但不能完全避免盲沟底部排水管的冻结问题. 在有表层保温板的条件下, 在盲沟底部换填砂层虽然不能提高盲沟碎石层的温度, 但却能有效提高盲沟底部的温度. 复合措施可以有效解决盲沟底部冻结的问题.
  • 蔡正银, 吴志强, 黄英豪, 侯伟
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1002-1008. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0111
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    新疆地区是我国典型的咸寒区, 渠基土在冬季的冻结引起了输水渠道衬砌的破坏. 为了解冻结状态下渠基土的物理力学特性, 在常应变率条件下对新疆北疆季节性冻土区的含硫酸钠渠基土进行了多种条件下的单轴抗压强度试验. 结果表明: 单轴抗压强度随温度的降低线性增加; 单轴抗压强度随干密度的增加而增大, 二者之间具有较好的幂函数关系. 与氯化钠盐渍土不同, 硫酸盐渍土的单轴抗压强度随着硫酸钠含量的升高而增大, 并且呈现近似线性增加的特性.
  • 董伟, 申向东, 赵占彪, 何静, 俞婷婷
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1009-1015. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0112
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    基于浮石轻骨料混凝土为基础, 将不同质量的风积沙作为细骨料替代部分河砂, 研究风积沙轻骨料混凝土冻融损伤机理及服役寿命. 通过室内快速冻融循环试验, 定量分析风积沙轻骨料混凝土的抗冻耐久性能. 在整个冻融循环期内, 相对动弹性模量的变化规律可分为直线下降阶段、 直线+曲线下降阶段、 曲线下降阶段. 以此为基础, 建立轻骨料混凝土直线和曲线双段式相对动弹性模量衰减方程, 依据5组混凝土的抗冻试验结果对方程进行了验证, 并预测其在西部地区的服役寿命. 结果表明: 直线和曲线双段式的相对动弹性模量衰减方程能够准确的反应混凝土冻融损伤劣化规律. 风积沙最优替代率为20%, 可以满足25 a的使用寿命. 损伤模型可为沙漠地区混凝土使用提供一定的理论依据.
  • 杨林, 朱金莲, 焦厚滨
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1016-1022. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0113
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    为了进一步研究TG固化剂石灰土在冻融条件下的各项性能, 分别对TG固化剂石灰土进行冻融作用前后的无侧限抗压强度试验和劈裂试验以及干缩试验. 结果表明: 随着冻融循环次数的增加, 无侧限抗压强度以及劈裂强度逐渐减小, 经历8次冻融循环以后强度衰减达到最大值. 经过冻融循环作用后试件的无侧限抗压强度以及劈裂强度残留值随着含水率和压实度的增加而增加, 通过冻融试验得到的抗冻性能指标BDR值在51%以上, 与未饱水冻融循环得到的最终残留强度值保持一致. 经冻融循环作用后TG固化剂石灰土的干缩应变和干缩系数减小, 干缩性能有所提高. 冻融循环条件下TG固化剂石灰土抗冻性能良好, 可以应用于路面基层.
  • 李侠
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1023-1027. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0114
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    为了研究水热型融雪化冰路面结构中金属导热管合理布设间距, 建立了基于传热学理论的路面融雪化冰有限元分析模型, 对不同外界气温、 不同埋设间距工况下金属热管融雪化冰能力进行计算分析. 结果表明: 外界气温在0~-10 ℃之间时, 热管融雪效果明显. 气温低于-10 ℃时, 热管尽量埋设至路面中部; 热管最优间距为100~200 mm, 当热管间距>200 mm时, 即使管内水温高达40 ℃, 0 ℃ 等温线将不再连续.
  • 姚盼, 王杰
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1028-1040. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0115
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    冰川槽谷(“U”形谷)是冰川与下伏基岩相互作用的结果, 是典型的冰蚀地形, 对其定量化研究是了解冰川作用过程以及冰川槽谷演化过程的重要途径. 二次多项式(y=A+Bx+Cx2)和幂函数(y=axb)是定量描述冰川槽谷形态的两种较普遍的方法, 二次多项式可以描述冰川槽谷的整体形态且不需要考虑高程基准面的选择, 但是该方法不能用于槽谷间的比较且其只能较准确地描述接近抛物线的横剖面; 幂函数不但可以反映不同作用过程形成的谷地, 还能在不同横剖面间进行比较, 但幂函数在应用过程过会受到坐标原点选取、 对数变化、 后期堆积以及横剖面不对称的影响, 其运用过程更加复杂. 此外, 相同的幂函数指数b可能指示不同的槽谷形态, 形态比率FR的引入并与指数b结合起来使对槽谷形态的描述更加全面. 从冰川动力和外部环境方面出发, 影响槽谷形态的因素主要有冰川作用时间、 基岩的抗侵蚀能力、 岩性的分布以及裂隙、 冰量、 气候、 构造和冰川性质, 后三者对槽谷形态的定量化影响需要进一步进行探讨. 运用不同地区槽谷形态参数所做b~FR图探讨了山地冰川槽谷的发育模式, 发现山地冰川槽谷存在对应于两种不同冰川性质的相反的发育模式, 但是由于岩性、 气候等其他因素的影响, 造成了冰川槽谷发育模式有时出现了不对应的情况.
  • 热苏力·阿不拉, 牛生杰, 阿不力米提江·阿布力克木, 巴哈古丽·瓦哈甫
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1041-1049. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0116
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    利用1981-2011年的气象观测数据, 普查分析了位于新疆北疆沿天山一带的奎屯河-玛纳斯河流域和位于南疆中天山南麓的阿克苏河流域两大防雹区长序列降雹个例的环流形势背景和天气条件, 把两地的主要降雹环流型归纳为中亚低涡(槽)型、 巴尔喀什湖低涡(槽)型、 西西伯利亚低涡(槽)型和锋区短波槽型等4种类型, 并根据两地各环流型降雹的三度空间配置及环境条件, 研制出了6种降雹概念模型. 同时, 筛选出8个有指示意义、 稳定可靠的对流因子作为冰雹预报因子, 建立了两地各环流型多指标叠套法的冰雹分区、 定量(强)预报方法. 该方法实际应用效果显著, 可以推广到新疆其他重点降雹区域应用.
  • 李相, 丁建丽, 侯艳军, 邓凯
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1050-1058. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0117
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    以新疆南疆地区渭干河-库车河三角洲绿洲不同盐渍化程度的土壤为研究对象, 将土壤样品的含盐量与电导率数据和使用ASD FieldSpec Pro FR光谱仪测得土壤样品高光谱数据作为本研究原始数据. 首先, 对原始土壤光谱反射率曲线进行Savitzky-Golay滤波以消除光谱曲线噪声可能引起的误差, 对得到的光谱曲线进行对数、 倒数等15种光谱变换; 其次, 对土壤样品含盐量与电导率关系进行分析, 并通过两者与土壤光谱反射率不同光谱变换形式的相关性比较分析, 遴选出一阶微分、 对数倒数一阶微分、 连续统去除和连续统去除一阶微分四种相关性较好的变换形式; 最后, 以此变换形式对含盐量和电导率进行建模, 并对二者进行了高光谱估算精度的比较. 结果表明: 渭干河-库车河三角洲绿洲的含盐量与电导率的相关性较高, 达到0.9975; 电导率与四种不同光谱变换形式之间的相关性要优于含盐量, 特别在一些土壤盐渍化的敏感波段尤为突出; 无论是含盐量还是电导率, 多元逐步回归模型均优于一元线性模型, 且以电导率建立的两种回归模型的决定系数均高于含盐量. 研究表明, 土壤电导率对高光谱信息的反应比含盐量更敏感, 同时, 以电导率建模的估算精度比含盐量更高. 因此, 以电导率替代含盐量进行土壤盐渍化高光谱估算研究是一种精度更高、 速度更快的方法, 可为提高土壤盐渍化高光谱估算提供理论依据.
  • 陈文倩, 丁建丽, 孙永猛, 王瑾杰, 张喆
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1059-1066. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0118
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    积雪是新疆高海拔地区大多数河流的重要补给来源之一, 不仅是春汛期间融雪性洪水灾害和冰冻灾害的直接原因, 在水资源管理、 灾害防治和融雪模拟预报中也扮演着重要角色. 针对目前积雪信息提取方法的优势与不足, 结合二维特征空间理论, 构建积雪信息反演模型, 并与支持向量机提取积雪信息进行精度对比分析. 结果表明: 相比其他积雪信息提取方法, 利用归一化积雪指数(NDSI)和归一化植被指数(NDVI)建立二维特征空间, 且在特征空间基础之上构建的NN模型, 反演新疆北部积雪信息精度较高, 相关系数达0.837, 提取精度优于支持向量机(SVM)方法, 对当地防洪灾害模拟预测、 生态环境保护、 社会经济发展等方面具有一定参考意义.
  • 杜宜臻, 李韧, 吴通华, 谢昌卫, 肖瑶, 胡国杰, 王田野
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1067-1074. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0119
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    土壤热导率是重要的土壤热参数之一, 在下垫面土壤热量的传输中起到重要作用; 同时也是区域气候模式、 陆面过程模式中重要的输入参数, 在预估未来气候变化等方面也具有重要作用. 根据国内外的研究现状, 评述了土壤热导率的影响因素和模拟方案. 其中, 土壤质地、 温度、 含水(冰)量和孔隙度等是影响土壤热导率的主要因素, 特别在研究冻土时需重点分析含冰量的变化. 结合影响因素, 比较分析了典型的国内外计算土壤热导率的模型, 得出这些模型多适用于模拟常温下的热导率, 低温条件如青藏高原冻土区模拟结果并不理想. 因此, 多年冻土区土壤热导率的研究多基于观测资料计算或使用陆面模式中的参数化方案估算, 但因多年冻土内部水热传输过程的复杂性, 青藏高原多年冻土区热导率的模型模拟仍需进一步研究.
  • 寒旱区水文与水资源
  • 齐冬梅, 李跃清, 陈永仁, 赵旋, 周长艳
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1075-1086. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0120
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    利用1960-2011年历年逐月长江上游通天河流域直门达水文站观测的流量资料、 长江源区气象台站观测资料以及NCEP/NCAR逐月再分析资料, 研究分析了长江源区径流变化特征及其气候归因. 结果表明: 2005年之前, 长江源区年及夏、 秋、 冬季的平均流量呈持续下降趋势, 2005年以后, 长江源区年及四季的平均流量均呈显著增加趋势. 其中, 以夏季平均流量的增幅最为明显, 年平均流量有4 a左右及12 a左右的变化周期. 高原夏季风、 长江源区夏季7、 8月地面感热、 流域降水量、 蒸发量、 气温及冰川和积雪融水均对长江源区流量变化有明显影响. 2005年以后, 长江源区年及四季的降水量呈明显的增加趋势, 而蒸发量呈明显的减少趋势. 同时, 温度急剧上升导致的冰川和积雪融水增多, 是2005年以来长江源区流量急剧增加的重要原因.
  • 吴珂, 陈国浩, 蔡鹏, 李兵, 张翠翠, 赵娴
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1087-1093. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0121
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    气候变化对水资源的影响是水文领域的一个重要的研究方向, 研究水位变化与气候要素的相关分析, 对预测湖面水位意义重大. 利用1981-2013年山东西南部南四湖水位和沿湖5个国家级气象观测站逐月平均气温、 相对湿度、 风速、 降水和蒸发量等资料, 分析了近33 a来南四湖水位变化特征及气象影响因子. 结果表明: 近33 a南四湖水位升高趋势显著, 平均每10 a升高0.46 m; 水位变化整体分两个阶段, 1989年以前为下降态势, 1989年以后为上升态势, 1994年是水位升高的突变时间点; 平均最高水位出现在3月为33.04 m, 最低出现在12月为32.03 m. 各气象要素对南四湖水位的影响呈明显的季节性, 降水量是影响年水位变化的重要气象因子, 年降水量每增加100 mm, 水位升高0.21 m, 夏季降水量对水位的影响更为显著; 蒸发量在夏、 秋季与水位呈极显著负相关; 水位在夏季与风速、 在冬季与相对湿度均呈显著负相关.
  • 张贵玲, 角媛梅, 何礼平, 刘歆, 刘澄静, 闫晓景, 王梅
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1094-1103. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0122
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    中国西南地区属典型的季风气候, 降水的水汽来源及其影响因素非常复杂. 通过检索西南地区有关降水氢氧同位素的文献, 对西南三省一市降水氢氧同位素研究进行了综述. 从已开展研究的区域和站点、 主要采用的样品采集与分析方法、 主要的研究内容(同位素组成、 大气降水线、 氘盈余)和水汽来源、 影响因素以及区内的空间差异等几方面进行总结, 并对今后西南地区降水氢氧同位素的研究进行展望, 为研究区域降水氢氧同位素的进一步研究提供科学指导.
  • 赵春彦, 司建华, 冯起, 鱼腾飞, 李培都
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1104-1111. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0123
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    以2014年4-11月的胡杨蒸腾速率和风速的实测数据, 分析了风对极端干旱区胡杨蒸腾速率的影响. 结果表明: 不同风速对胡杨蒸腾速率的影响存在差异, 风速的瞬时变动并不一定都会促进蒸腾速率的升高. 0~2 m·s-1风速作用对胡杨蒸腾速率的影响不大; 2~8 m·s-1风速作用下, 胡杨蒸腾速率显著升高, 且随着风速的增大, 蒸腾速率上升幅度增加. 其中, 2~4 m·s-1风速作用下, 其变化幅度较0~2 m·s-1时增加了4.51%; 4~6 m·s-1风速作用下, 其变化幅度较2~4 m·s-1时增加了7.03%; 6~8 m·s-1风速作用下, 其变化幅度较4~6 m·s-1时增加了16.19%. 当风速大于8 m·s-1时, 胡杨蒸腾速率不再上升而呈下降趋势, 且随着风速的增加, 蒸腾速率降低的幅度也越大, 其中, 8~10 m·s-1风速作用下, 蒸腾速率下降了8.08%; 大于10 m·s-1的风速作用下, 胡杨蒸腾速率的下降幅度高达32.91%. 胡杨蒸腾速率和风速的错位相关分析表明, 风速对胡杨蒸腾速率的影响多为实时性的, 在极少数的大风天气影响下, 蒸腾速率恢复的时间较慢, 形成了个别日期的滞后效应. 风速和胡杨蒸腾速率的指数拟合关系最显著, 且2~8 m·s-1风速下, 蒸腾速率随着风速呈指数增加趋势; 8 m·s-1以上风速作用下, 蒸腾速率随着风速的增加呈指数减少趋势. 在0~2 m·s-1风速作用下, 蒸腾速率变化不大.
  • 生态经济与可持续发展
  • 车亮亮, 韩雪, 秦晓楠
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1112-1119. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0124
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    虚拟水已经成为水资源和水安全研究领域的热点之一. 如何预测和调控虚拟水流动格局成为实施具有中国特色虚拟水战略的重要前提, 识别虚拟水流动格局的关键影响因素显得尤为重要. 通过估算2008-2010年区际间主要农产品虚拟水流量关系矩阵表明, 我国主要农产品的虚拟水流动趋势仍然是由贫水的北方流向富水的南方地区. 为定量研究虚拟水流动格局的影响因素, 采用影响因素识别领域常用的决策与试验评价实验室法(DEMATEL), 并引入可代替专家打分求得直接关联矩阵的BP神经网络法, 构建BP-DEMATEL模型, 从人口、 农业资源、 农业生态环境、 经济、 技术及交通和物流6个方面对我国主要农产品虚拟水流动格局的影响因素进行分析. 结果表明: 人口、 农业资源和技术是最主要影响因素; 化肥施用量为强驱动型因素, 第一产业增加值占地区生产总值的比重为强特征型因素. 为使虚拟水流动格局持续稳定, 提出优化调整人口结构、 强化惠农政策, 转变农业发展方式、 发展循环农业, 提高农业技术水平、 发展高效农业等对策和建议.
  • 孙国军
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1120-1126. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0125
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    以甘肃省1949-2012年统计数据为基础数据, 分析了甘肃省64 a来耕地面积变化的特点, 计算最小人均耕地面积和耕地压力指数, 并运用GM(1, 1)模型预测未来15 a耕地压力指数变化. 结果表明: 1949-2012年的64 a时间里, 耕地面积增加了1.67×104 hm2, 最小人均耕地面积减少了0.526 hm2, 耕地压力指数减少了0.951. 2012年14个地级市耕地压力指数差异大, 河西走廊大部分地区、 陇东、 陇南耕地压力指数低, 中部地区耕地压力指数高, 甘南地区耕地压力指数最高. 预测结果表明, 未来15 a甘肃耕地压力指数呈微弱的下降趋势, 耕地压力严峻.
  • 陶华
    冰川冻土. 2015, 37(4): 1127-1130. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2015.0126
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    地学期刊稿件中有一些小问题往往在写作过程中被忽略, 影响了相关稿件内容的准确性, 甚至因为写作表达方法问题拖延了审稿进度. 从日常编辑、 校对的角度, 对稿件在写作过程中存在的一些问题进行了汇总, 并对处理方法进行了探讨和说明, 意在推进地学稿件准确无误地传递信息.