冰川厚度测量是冰储量估算的关键。基于2019年7月利用探地雷达在托来南山6号冰川主冰川的测厚结果，通过普通克里格法绘制了主冰川的冰厚分布图，计算出主冰川的平均厚度为（39.61±5.32） m，冰厚空间分布呈自边缘向中间逐渐增厚的特征，最大冰厚［（100.78±1.78） m］位于纵剖面海拔4 770 m附近的凹陷盆地，结合半物理公式估算出整条冰川的冰储量为（0.0504±0.0082） km3。冰床为典型槽谷地形，谷槽横剖面呈U形，且随海拔的升高谷槽宽度逐渐变小。现有的面积-体积公式并不适用于单条冰川的冰储量估算，但分类型拟合公式具有降低估算结果误差的潜力。
融冻泥流阶地是一种典型的斜坡冷生型冰缘地貌，在青藏高原东部发现大量古融冻泥流阶地，其空间分布对于重建该区古多年冻土分布和古气候环境具有重要意义。融冻泥流阶地纹理复杂、几何形态不一、表面覆盖多样化，导致融冻泥流阶地遥感解译和自动提取困难，然而，深度学习方法能获取上下文多尺度语义信息，提高特征表达的能力，为融冻泥流阶地的大范围提取提供了重要手段。因此，本文提出了一种基于DeepLab V3+深度学习模型和高分辨率光学遥感影像的融冻泥流阶地自动提取方法，并在四川甘孜州新都桥周边地区开展了实验研究。结果表明：与人工解译结果对比，本方法提取结果的综合精度达到0.68以上，并经野外调查验证了其有效性；在该区共识别了9 203条融冻泥流阶地，主要分布在新都桥镇附近的山谷两侧；泥流阶地主要朝西北方向，坡度集中分布在20°~25°，海拔高程大部分位于3 650~3 750 m间，主要地表覆盖类型是草地。
孔隙水在冻结过程中产生的冰结晶压力导致了多孔材料的冻胀及破坏。本文通过理论分析分别给出了不同形状晶体的结晶压力计算模型，并分析了经典结晶压力计算公式的使用条件。建立了降温过程中孔隙冰晶生长模型，实现冰晶生长过程中的孔隙变形计算，分析了晶核密度、孔径大小、荷载和冰晶体积对孔隙冻胀变形的影响机制。结果表明：起始孔隙直径和长宽比的增大对结晶变形抑制作用的机理在于减少了冰晶体积中膨胀结晶的比例。荷载对孔隙变形的抑制机制在于，荷载的增大迫使冰晶更多地横向生长（长宽比增大），导致膨胀结晶所占比例减小。孔隙中的晶体生长有完全填充模式和部分填充模式，在部分填充模式下，晶核密度、荷载和孔径的增大都会导致晶体在孔隙中的填充率增大，从而对孔隙结晶变形产生影响。本模型揭示了单个孔隙中冻胀变形机制，为解决多孔介质的冻胀变形与破坏问题提供了新的思路。
获取河冰时空分布信息对黄河流域防凌减灾工作及沿岸地区可持续发展具有重要意义。收集黄河内蒙古段1989—2019年冬季河冰遥感影像数据；提出了归一化未封冻水体指数（NDUWI）用以剥离被归一化雪指数（NDSI）误分为河冰的水体像元，确定了该指数划分河冰、水体像元的阈值，并利用NDUWI结合NDSI的方法提取河冰信息进而分析河冰时空分布及变化特征，探讨了海勃湾水库调度及河床演变对河冰分布的影响。结果表明：黄河内蒙古段河冰主要分布在研究区中游（巴彦高勒—三湖河口）。1989年以来，研究区内河冰经历“平稳期”（1989—1997年）、“扩张期”（1998—2000年）、“萎缩期”（2001—2019年）3个阶段，其中2000年出现河冰面积峰值，并于2019年减小至最小。各子段中，海勃湾至巴彦高勒（R1段）2015年前河冰分布稳定，2015年起受海勃湾水库建成影响，河冰面积大幅萎缩；巴彦高勒至头道拐（R2~R4段）河冰面积变化特征大体与全段变化相同。空间上，2015年后R1段以纵向萎缩为主，巴彦高勒至三湖河口（R2段）左岸河冰萎缩，右岸河冰堆积仍有偎堤风险；三湖河口至包头（R3）段全段河冰漫滩现象严重，2016年起得以缓解；包头至头道拐（R4）段以局部漫滩为主，2016年开始以主槽封冻为主。上游海勃湾水库建成后的常规运用可有效减小下游黄河内蒙古段的河冰漫滩现象。研究成果可为黄河内蒙古段水库防凌调度及堤防安全隐患排查提供参考。
利用遥感技术识别河冰物候信息，能有效地评估河冰生长趋势，提高冰情信息化管理水平。以黄河内蒙古段为例，基于Sentinel-1时间序列遥感影像，综合曲线斜率法与动态阈值法提取了近5年（2015—2020年）黄河内蒙古段海勃湾库尾、三盛公闸下河段、三湖河口河段、头道拐河段以及万家寨库尾5个子段河冰物候（初冰日、完全冻结日、开始消融日、完全消融日）并分析其变化特征。结果表明：5个子河段初冰日和完全消融日的最优提取阈值分别为0.1、0.2、0.1、0.05以及0.05倍的Logistic曲线上下限差，识别偏差在3日以内；完全冻结日和开始消融日出现在Logistic曲线斜率最大（最小）值处，识别偏差在5日以内；5段近5年初冰日呈偏晚趋势，变化速率分别为1.4 d·a-1、1.0 d·a-1、0.8 d·a-1、0.2 d·a-1及0.4 d·a-1；海勃湾库尾和头道拐河段从初冰日至完全冻结日的横向冻结速率正以0.2 d·a-1和1.4 d·a-1逐年增加，而巴彦高勒河段和万家寨库尾区以1.4 d·a-1和1.0 d·a-1逐年减少，三盛公闸下河段基本保持不变。研究成果可为冰凌洪水预测及河岸堤防修建提供科学依据。
冰厚是冰凌成因分析及预报的重要基础信息，可为防凌减灾提供重要依据。以黄河内蒙古段包头至头道拐水文站为例，利用Sentinel-1雷达影像结合Sentinel-2光学影像对研究区河冰厚度进行估算，首先对Sentinel-2光学影像进行处理，提取凌汛期前黄河主河道边界；然后对Sentinel-1雷达影像进行处理，提取2个强度信息和4个极化分解参数，分析6个雷达特征参数与河冰厚度的相关性；选择相关性最高的参数，采用统计回归方法建立冰厚反演线性回归模型，模型的调整R2为0.657，验证RMSE为9.82 cm，MRE为13.46%，MAE为8.26 cm；对凌汛期黄河冰厚进行反演，分析冰厚时空变化特征，并估算冰储量，同时讨论了河冰的散射机制。研究证明了主动微波遥感数据在黄河冰厚反演中的可行性，可为黄河内蒙古段防凌减灾提供科学参考。
辽东湾是我国冰情最严重海域，每年冬季都会受到海冰的显著影响，冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性，结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型，可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据，结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积），推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系，提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法，进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性；浮冰范围与气象数据存在明显相关性，临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时，冰水间的热传递系数取2.2×10-5是可行的；水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题，本文依据水温与气温的相关性，将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大），进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。
全面获取气-冰-海环境特征数据已成为当前冬季现场观测的重要任务，用于准确、快速开展区域冰情评价预测，以满足海冰防灾减灾工作需求。基于辽东湾东岸鲅鱼圈雷达海冰观测站（15 a）与温坨子附近海域（9 a）的冬季观测数据，对辽东湾东岸的风、水温、海冰时空分布等环境基本特征进行了探讨。对鲅鱼圈站1月和2月4级风（5.5 m·s-1）以上数据进行分析，发现偏北风自2016年以来呈现由N、NNE、NE向NE转变，偏南风自2016年以来主风向由SSW向WSW转变。对温坨子海冰观测站水温观测数据进行分析，发现水温表现出降温期、平稳期与回温期，降温期发生于12月至次年1月中旬，平稳期发生于1月下旬至2月中旬，回温期发生于2月下旬；当气温低于-10 ℃时，水温基本维持在-1.4 ℃附近，气温处于-10~-5 ℃时，水温基本分布于-1.4~-0.5 ℃区间，气温处于-5~5 ℃时，观测点水温基本分布于-1.4~3 ℃。对鲅鱼圈站与温坨子站能见范围内的逐日海冰分布面积比例进行分析，发现海冰面积呈现增大期、稳定期与减少期，鲅鱼圈站附近12月12日至次年1月9日前后为增大期（对应初冰期），1月9日前后至2月8日前后为稳定期（对应盛冰期），2月8日前后至3月15日前后为减少期（对应融冰期）；温坨子站与鲅鱼圈站类似。对鲅鱼圈站与温坨子站附近海域海冰结冰期进行统计，给出了两个站点的平均初冰日、终冰日与结冰期，并与历史数据进行了对比。结合初冰日与终冰日的环境要素分析，对初冰与终冰的规律特征进行了总结，对气候变化背景下的辽东湾冰情评估有着重要意义。
在被动微波雪水当量反演中，积雪物理参数随时间的变化特征影响着反演精度，为理解积雪随时间演化的特征及其对微波辐射亮温的影响，本研究选用2009—2013年北欧积雪实验（Nordic Snow Radar Experiment， NoSREx）积雪地面观测和微波辐射测量数据，通过雪深和温度把雪期分为积累期（10月—次年2月）、稳定期（2—4月）和消融期（4—5月），发现各个雪期的积雪演化特征为：雪颗粒形状在积累期前期以融态颗粒（Melt Forms， MF）为主，积累期后期和稳定期以圆形颗粒、片状颗粒、深霜为主，消融期以MF为主；整个雪季底层雪粒径从小变大再变小的过程，粒径最大值出现在稳定期的2至3月，约为2.5~4.0 mm，均出现在近地表雪层，而表层粒径较小且较为稳定。通过雪深和微波亮度差（18~37 GHz）的关系分析，表明亮温差在不同雪期对于雪深的依赖关系不同，在积累期和稳定期，雪深变化与亮温差变化具有明显的正相关；在消融期由于积雪融化的影响，其相关性较差；基于多层积雪微波辐射模型（MEMLS）构建了一维微波辐射模拟环境，模拟表明MEMLS模型在3个雪期的垂直极化10.65 GHz和18.7 GHz模拟结果较37 GHz和90 GHz更好；10.65 GHz V极化在入射角为50°且稳定期时，微波亮温模拟均方根误差（RMSE）结果最小，为2.49 K。3个雪期90 GHz模拟结果水平极化优于垂直极化，由于受表层积雪变化影响，90 GHz模拟结果较不稳定，尤其是消融期时，RMSE最小也达到了42.7 K。本研究有助于理解积雪随时间演化的特征及其对微波辐射模拟的影响，表明在被动微波雪水当量反演算法中，针对不同积雪期需要考虑积雪演化动态过程。
基于1961—2017年中国气象局地表气温数据、JRA-55大气再分析数据以及美国国家海洋和大气管理局延伸重建的海温资料，研究了青藏高原冬季地表气温的年代际变化特征及其与海温的可能联系。结果表明：巴伦支-喀拉海冬季海温年代际变化可以激发出向东传播的Rossby波，在西伯利亚对流层高层产生异常的气旋或反气旋性环流，通过影响副极地以及副热带西风急流强度，在青藏高原的南侧产生异常的反气旋或气旋性环流，从而使得青藏高原上空的垂直运动发生变化，导致青藏高原冬季地表气温异常。
地表温度（land surface temperature， LST）是反映生态环境状况的重要指标。西藏作为气候变化的敏感地区，掌握其LST的时空变化有利于深入了解西藏热环境演化过程，为长期监测高原基础生态变化提供帮助。研究基于谷歌地球引擎获取西藏2000—2020年的MODIS LST数据，采用归一化分级方法对LST进行5个等级的划分，利用趋势分析、热力空间分析以及重心迁移等方法分析了研究区近20年来的LST时空演变特征。同时，选取归一化植被指数（normalized difference vegetation index， NDVI）、裸土指数（bare soil index， BI）、垂直不透水面指数（perpendicular impervious surface index， PISI）、湿度（WET）以及高程（digital elevation model， DEM）等5个影响LST的地表参数，结合多尺度地理加权回归，探讨了LST影响因子的作用尺度与作用效力。结果表明：2000—2020年，西藏LST均值由18.72 ℃上升至20.28 ℃，年均增长0.09 ℃，LST呈现微弱上升态势。20年来，LST在所有年份皆具有西北高、东南低的空间分布格局，LST增温趋势亦表现为西北高、东南低的分布特征。低温区和高温区空间分布聚集，形状简单、规则；次低温区、中温区以及次高温区空间分布破碎，形状复杂。2000—2020年各温区重心分布具有明显的方向性，且各温区重心迁移轨迹具有显著差异。特别是，低温区重心与高温区重心迁移轨迹呈现出由相向而行到背向而行的转变，反映出研究区东西部区域LST差距经历了由缩小到扩大的过程。DEM和WET对LST具有负向影响，BI、PISI和NDVI具有正向影响，常数项在不同生态区具有不同的影响性质。DEM具有较小的作用尺度以及最强的作用效力，常数项具有最小的作用尺度以及仅次于DEM的作用效力。
全球变暖背景下，偶发极端冷事件产生的重大灾害损失不容忽视。探究区域极端冷事件的大尺度驱动因子的耦合影响，对预估和应对气候变化产生的极端灾害具有重要意义。本文基于新疆1961—2016年53个气象站点的逐日气温资料，通过反距离加权等方法对极端冷事件的时空演变特征进行分析；利用交叉小波变换对6个极端冷指数与大尺度驱动因子——北极涛动（AO）、北大西洋涛动（NAO）和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）进行多尺度分析；使用参数假设检验对大尺度驱动因子单一/耦合模态下的冷指数变化进行统计学显著性检验，随后对大尺度环流机制进行距平合成分析。结果表明：年均冷指数在时间尺度上均有显著性变化，新疆气温有明显的变暖趋势；空间尺度上冷指数在北疆、东疆和伊犁河谷地区的变化幅度远大于其他区域，存在空间差异性。AO、NAO与冷指数的相关性较强，ENSO与冷指数相关关系最弱但存在明显的时滞效应，大尺度驱动因子对极端冷指数的总体影响程度为AO>NAO>ENSO。单一模态下，极端冷事件在AO负位相、NAO负位相和La Ni?a事件期间易发生。耦合模态下，EI Ni?o-AO正位相和EI Ni?o-NAO正位相配置下冷日日数偏多；EI Ni?o-NAO负位相配置时极端低温值更小；La Ni?a-AO负位相和La Ni?a-NAO正位相时极端冷事件发生的可能性更大。EI Ni?o（La Ni?a）事件对AO（NAO）有一定的调制作用。新疆极端冷事件更易出现在La Ni?a-AO负位相、La Ni?a-NAO正位相时期，成因与亚欧大陆中高纬度位势异常导致冷空气路径偏西、乌拉尔阻塞加强与偏北气流影响新疆有关。
古尔班通古特沙漠是中国唯一冬季存在长期积雪的沙漠，在此特殊地理环境下，沙漠及周边区域冬季雪深和边界层高度的时空变化特征和相互关系尚未明确。本文利用1980—2019年SMMR（Scanning Multichannel Microwave Radiometer）、SSM/I（Special Sensor Microwave/Imager）、SSMI/S（Special Sensor Microwave Imager/Sounder）被动微波遥感雪深数据、古尔班通古特沙漠腹地雪深观测数据和ERA5再分析资料（the Fifth Generation ECMWF Reanalysis）边界层高度数据，分析了沙漠及周边区域冬季雪深和边界层高度的时空变化特征与相互关系。结果表明：古尔班通古特沙漠及周边区域冬季雪深年均值为8.45 cm，整体呈现东北部和南部积雪较深，其他区域积雪较浅并呈现出由沙漠中心区域向四周逐渐减少的特点，雪深在古尔班通古特沙漠及其东北、南边的邻近区域呈升高趋势，剩余地区呈下降趋势。古尔班通古特沙漠及周边区域冬季边界层高度年均值为105.54 m，呈现东南部和西北部高，中心沙漠区域、东北部、西南部较低的特点，边界层高度在沙漠及周边区域升高而其他区域降低。古尔班通古特沙漠的冬季雪深和大气边界层高度时空变化整体呈负相关，其中93.17%以上的沙漠区域呈负相关，平均相关系数为-0.32，最大相关系数绝对值为-0.58，空间相关系数为-0.42（P<0.05）。
研究冻土地温空间分布，有助于探索冻土活动层厚度的变化特征，为冻土灾害防治提供科学依据。以青藏铁路昆仑山至尺曲谷地段多年冻土覆盖区域为研究区域，采用地理加权岭回归克里金（GWRRK）方法对该区域2001年7月至9月的地温空间分布进行了模拟，揭示了该区域多年冻土融化深度的变化特征。结果表明：研究区域内多年冻土地温总体表现为山区地温低于平原和盆地地区地温；地温随深度的增加而降低，在0~5 m的深度区间内温度变化较大，平均温差为10.3 ℃，而在5~15 m的深度区间内基本保持不变，平均温差仅0.2 ℃。通过将GWRRK方法与具有外部漂移克里金（KED）方法和地理加权岭回归（GWRR）方法的模拟效果进行对比，发现前者的模拟精度优于后两种方法。
针对北方寒旱区路基边坡时常因拉剪强度不足而发生浅层滑坡的现象，通过常规三轴试验探究了冻融和高吸力对非饱和土的强度特性影响。结果表明：随着冻融次数的增加，非饱和土的土-水特征曲线逐渐下移，抗拉强度与抗剪强度逐渐减小；随着基质吸力的增加，抗剪强度逐渐增大，抗拉强度逐渐降低。鉴于传统的抗拉抗剪联合公式不能很好地反映经冻融作用之后高吸力非饱和土抗拉区破坏包线的实际情况，通过引入“界值”概念，提出一种新的抗拉区绘制破坏包线的方法对传统公式进行修正，修正后的公式具有很好的适用性，可以为寒旱区非饱和土边坡稳定性计算提供可靠的理论依据。
寒区渠道衬砌冻胀破坏现象普遍，而渠道的防冻工程设计大多依赖工程实践经验和定性认识，具有一定的随意性和盲目性，对衬砌结构所受的冻胀力计算缺乏简明、合理的方法。考虑冻土与衬砌的相互作用和冻土地基的连续性，基于广义Winkler地基梁理论并结合有限差分法，推导了渠道衬砌板冻胀挠曲线微分方程，建立了梯形渠道冻胀力学模型，给出了衬砌渠道法向冻胀力及切向冻结力的计算方法。同时，考虑渠道衬砌冻胀破坏的极限承载力以及冻胀过程中坡脚上抬位移对实际冻胀力的削减和释放效应，避免了冻胀力及衬砌结构内力计算值过大。为验证模型的合理性，以甘肃省靖会总干渠梯形渠道为研究对象，对其进行冻胀破坏计算。结果表明：模型由于考虑了衬砌结构与冻土间的相互作用，渠道衬砌板法向冻胀力呈非线性分布，修正了工程力学模型线性分布假设；与工程力学模型相比，冻胀力数值在坡脚处增大、跨中减小、底板上增大，计算结果更符合工程实际。研究提出的冻胀力学模型科学合理，简便快捷，具有更好的通用性，可为寒区渠道的抗冻胀设计提供参考。
准确可靠的径流预测对于水资源的科学管理与规划具有重要意义，特别是在水资源紧缺的干旱半干旱地区，径流预测对流域内水资源高效利用与水利工程经济运行具有重要现实意义。针对径流预测通常采用单一方法进行建模与预测，难以利用各预测模型优势的问题，本文利用极限学习机（ELM）模型、支持向量机（SVM）模型、多元自适应回归样条（MARS）等机器学习方法建立了疏勒河上游未来1~7日的径流预测模型。在此基础上，运用贝叶斯模型平均（BMA）方法对ELM、SVM、MARS模型的预测结果进行组合，构建了径流组合预测模型，以获取更可靠的预测结果，并采用蒙特卡洛抽样方法获取BMA的95%置信区间，对预测结果进行了不确定性分析。结果表明：ELM、SVM、MARS模型以及BMA组合模型均适用于干旱半干旱地区的中长期日径流预测；BMA的预测精度较单一模型更高，能够提供更准确的预测值；BMA的95%置信区间对实测值覆盖率高，同时能够提供较好的确定性预测和概率预测结果。表明BMA在资料有限的条件下，表现出较单一模型更高的预测性能，可以成为干旱半干旱地区中长期日径流预测的有效方法。
利用2018年4月至2021年4月在兰州市4个站点收集到的349个降水事件样品，对兰州市降水同位素的变化特征和影响因素进行了研究。结果表明：兰州市降水同位素表现出夏季高冬季低的季节变化特征，并且夏半年降水同位素的空间变异性比冬半年显著。兰州市的大气降水线为δ2H=7.34δ18O+7.28（R2=0.96，P<0.01），反映了兰州较为干旱的气候特点。在影响因素方面，兰州市降水同位素表现出温度效应。后向轨迹表明，兰州市夏半年降水受到季风水汽和西风带水汽的影响，冬半年降水主要来自于西风带水汽的输送；利用潜在源贡献因子（PSCF）分析法和浓度权重轨迹（CWT）分析法发现，潜在蒸发源区在夏半年主要分布在兰州东部区域，而冬半年几乎不存在潜在蒸发源区。此外，在夏半年，降水事件前几天的对流活动会对降水同位素产生综合影响，累积时间与对流活动的强度及频率有关，在季风初期和末期累积时间较长，季风强盛期较短；在冬半年，降水事件前几天的温度会对降水同位素产生综合影响，累积时间受到冷空气南下频率的影响。以上认识将为季风边缘区水循环过程的研究提供新的视角。
在气候变化背景下，青藏高原多年冻土区生态环境发生着一系列变化并进一步影响土壤氮循环过程，但目前冻融循环及植被生长周期中土壤氮的动态变化还不清楚。以青藏高原腹地的风火山和特大桥地区的两种典型草地生态系统为研究对象，分析了土壤可利用氮（NH4+-N、NO3--N、DON）及微生物量氮（MBN）的季节变化。结果表明：土壤铵态氮（NH4+-N）及可溶性有机氮（DON）含量在非生长季高于生长季，土壤硝态氮（NO3--N）在生长季高于非生长季；风火山地区高寒草甸生态系统中土壤NH4+-N在融化期含量较高；土壤MBN在植被生长旺盛期降低，在植被生长后期升高；风火山地区高寒草甸生态系统中土壤MBN含量、特大桥地区高寒草原生态系统中土壤可利用氮总量与土壤全氮（TN）含量显著正相关。这表明，土壤全氮含量、植被吸收以及冻融作用均可引起土壤可利用氮及MBN的季节变化。
多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是一种难降解、毒性强的致癌性污染物，其广泛分布于各环境介质中，陆地环境中90%的PAHs累积在土壤中。随着资源的开发，由油品泄漏、垃圾渗滤、污水排放等行为造成的多年冻土区PAHs土壤污染问题日益突显，并且在气候变化背景下，多年冻土中的PAHs具有重新释放而造成二次污染的风险，多年冻土区土壤多环芳烃污染分布特征和迁移规律研究对评估多年冻土区生态环境风险，防治土壤持久性有机物污染，保障广大多年冻土居民生命健康安全具有重要意义。通过回顾目前国内外多年冻土区土壤中PAHs污染的相关研究，分析发现多年冻土区未受污染的土壤中PAHs的污染水平远低于中低纬度人口密集区域，可代表地球土壤中PAHs的背景值；高纬度或高海拔的地理位置以及严寒的气候使得冻土区土壤中PAHs一个普遍且最重要的来源是大气远距离传输；活动层的冻融作用主要通过改变土壤理化性质和控制水分运移方向影响PAHs在多年冻土区土壤中的垂向分布特征，多年冻土的低渗透性具有阻碍PAHs垂向迁移的作用。综合分析已有研究成果，表明目前冻土区土壤PAHs污染研究还是大量集中于表层土壤中的污染分布调查和来源解析，而关于PAHs在活动层和多年冻土层中的垂向迁移研究还仅限于对其在土壤剖面中分布状况的解释性分析，冻融作用对PAHs在土壤中的迁移、转化和归宿的影响机制还不清楚。未来多年冻土区土壤中PAHs的研究将集中于迁移转化机理与污染治理技术两方面，针对PAHs在多年冻土区土壤中迁移行为的模拟模型亟待研究开发，以实现PAHs污染储量和迁移通量的定量预测；此外，多年冻土区土壤污染问题的深入研究还需要紧密联系多圈层、多界面、多介质、多要素以及多目标污染物而开展。
表碛覆盖型冰川是山地冰川的一种特殊类型，表碛的存在使得其对气候变化呈现出不同的响应特征。基于2011—2020年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和ASTER DEM数据，在综合分析表碛光谱、地形和地表温度特征基础上提出TDSI（temperature NDDI slope ice）方法，并将其用于提取中国境内托木尔冰川等6条大陆型冰川和雅弄冰川等3条海洋型冰川。结果表明：基于TDSI方法提取表碛覆盖型冰川的总体精度为91.23%，其中大陆型和海洋型表碛覆盖冰川的精度分别为91.20%和90.97%。2011—2020年6条大陆型冰川和3条海洋型冰川面积平均减少0.06%和0.11%，而表碛面积分别增加了11.92%和18.35%。大陆型冰川表碛主要分布在其中值海拔以下，而海洋型冰川表碛分布范围更广，近10年间二者均呈现向冰川上部扩张趋势。气温上升是冰川消融退缩和表碛增加的主要原因，同时冰川流速变化和终碛湖演变也对表碛变化有一定影响。
冰川作为气候变化的重要指标器，其范围监测对区域生态环境以及人类社会生活具有重要意义。目前基于遥感技术的冰川范围监测应用广泛，然而传统遥感监测方法中冰雪指数阈值法的提取结果存在无法区分冰川与冰湖的现象，面向对象分类法受地物光谱纹理信息限制无法避免同谱异物现象的出现。为弥补上述不足，提出一种可区分冰湖与冰川的改进冰雪指数，并将其融入面向对象分类法中，构建了一种面向对象-改进冰雪指数法。将各拉丹冬冰川作为试验区（该地区冰川表面洁净），运用面向对象-改进冰雪指数法识别冰川边界，使用青藏高原冰川数据产品及常规遥感监测方法的提取结果作为参考数据，以验证此方法的有效性和稳健性。结果表明：面向对象-改进冰雪指数法综合了改进冰雪指数阈值法以及面向对象分类法的优点，冰川范围提取精度高达97.26%，与冰雪指数阈值提取结果相比精度提高了0.12%，与面向对象分类法提取结果相比精度提高了0.38%。此方法不仅有效地解决了地物错分的问题，还实现了冰川边界的精确识别。
冻土空心圆柱仪是室内研究冻土在车辆荷载等复杂应力路径下力学特性的主要仪器，试验中为实现主应力轴方向在垂直于径向平面内连续旋转，其试样多采用薄壁空心圆柱试样，但由于空心圆柱试样薄壁的特点，增加了制样的困难，成为制约冻土空心圆柱试验研究进展的主要阻碍。为此，借鉴冻土三轴试验的制样方法，基于实验室现有的制样条件，设计了一套重塑冻结黏土空心圆柱试样的制样装置，可提高制样效率，减小制样过程中人为因素的影响；随后，基于该制样装置，提出了一种冻结黏土空心圆柱试样的制样方法，给出了制备重塑冻结黏土的制样步骤。最后，通过对所制备试样的物理力学性质测定，发现采用该制样方法可以制备含水率及干密度均匀、力学性质稳定的重塑冻结黏土试样；同时对两个平行制备的冻结黏土试样的不同主应力轴方向的定向剪切试验结果进行了比较，证明了所提出的制样方法具有良好的可重复性，且所得的冻土力学特性与已有研究成果吻合较好，可用于进一步系统研究复杂条件下冻结黏土的静、动力学特性。
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