新藏公路既是通往西藏地区重要的人员、物资运输通道，又是我国海拔最高的公路，沿线地质条件复杂、病害发生率高。为研究新藏公路各类路面病害空间分布特征，并揭示病害之间的相互关系，首先对公路沿线现有的主要路面病害进行了全面调查，获得了7类病害的影响范围和病害发生率；采用统计分析方法研究了不同病害之间的相互关系；通过数据拟合的方式，揭示了新藏公路沿线的地表温度、海拔和植被等环境要素与道路病害之间的定量关系。研究发现，对于整个研究路段（叶城—拉孜，共计2 140 km），以每公里为单位，调查得到路面破损率的平均值为2.5%，病害发生率最高的三类病害分别为横向裂缝（58.3%）、纵向裂缝（32.9%）和龟裂（34.1%），是造成新藏公路路况条件下降的主要原因。在现有的7种主要病害中，各类路面病害之间呈现相互影响的特征，相关系数最高的三组病害分别为横向裂缝-纵向裂缝（0.629）、纵向裂缝-网状裂缝（0.494）、横向裂缝-网状裂缝（0.484），一种道路病害的发生，往往会伴随着其余几种道路病害的形成和发育。高海拔地区公路的路面裂缝与环境因素的相关性较为明显，受太阳辐射和冻融循环的影响，路面裂缝的产生规模和发展速率远超其他地区的公路。研究结果揭示了各类路面病害之间及其与环境因素的相互关系，为新藏公路运营维护、病害治理，以及规划中的新藏交通走廊建设提供重要科学依据和理论参考。
青藏高原广泛发育、暴发频繁的雪崩对既有交通廊道造成严重威胁。采用高预测精度的机器学习算法对该类区域雪崩易发性进行评价，可快速、有效地对雪崩风险进行区域性评估。以青藏高原沙鲁里山系中段山区雪崩为研究对象，通过室内解译与现场验证相结合的方式识别并建立雪崩编目数据库，同时采用GIS、遥感等定量化提取技术，通过方差膨胀因子（VIF）筛选出14个评价因子，在此基础上利用支持向量机（SVM）、决策树（DT）、多层感知器（MLP）、K最邻近法（KNN）共4种机器学习模型对雪崩易发性进行评价并完成指数图的绘制，并采用Kappa系数和ROC曲线进行准确性检验。评价结果显示，SVM、DT、MLP、KNN的易发性指数分别在［0，0.964］、［0，815］、［0，0.995］、［0，1］范围内。精度检验结果显示这4种模型均具有较好或很好的预测精度，其中SVM模型的Kappa系数和AUC值均为最高，其AUC值高达0.912。结果表明研究区内雪崩易发性高的区域主要分布在夷平面以上的格聂山、日拱山等地，极高易发区平均海拔约4 939 m，高易发区平均海拔约4 859 m。该区域雪崩对川藏公路和在建的川藏铁路影响较小。该研究可为横穿沙鲁里山系的川藏铁路等重大工程建设的雪崩防灾减灾工作提供科学依据和方法借鉴。
无人机搭载高分辨率传感器，获取的正射影像和数字表面模型（DSM），能够很好的反映精细地形表面特征。本文以藏东南地区雅弄冰川末端为研究区，利用M300 RTK无人机搭配睿铂M6P量测型相机，获得了地面分辨率为1.5 cm的正射影像及DSM。与航天遥感数据Planet影像和数字高程模型TanDEM相比，无人机航测获取的正射影像、DSM在提取冰川边界、冰川表面形态上具有较大优势。本文利用坡度阈值法、R成像波段阈值法，能够有效提取冰裂隙、冰面湖的分布，且自动提取误差小于10%。因此，无人机航测获取冰川区精细地形在未来冰川研究中具有非常大的潜力，尤其是提取冰面特殊形态，研究微尺度地形对冰川变化的影响。
冰川反照率时空变化特征研究对于评估冰川能量物质平衡及认识冰川消融过程至关重要。本文基于高空间分辨率的Landsat OLI影像和高时间分辨率的MOD10A1产品，并结合冰面反照率实测数据，开展了2011—2021年北疆萨吾尔山木斯岛冰川表面反照率的时空变化特征及其对冰川物质平衡影响的研究。结果表明：Landsat反演反照率和MOD10A1反照率与同期内冰面实测反照率的相关性分别为0.95和0.62，均显示木斯岛冰川表面反照率存在显著的时空变化特征；在空间尺度上，冰面反照率沿主流线整体随海拔升高呈增加趋势。但由于局部地形差异，反照率在海拔3 600 m以下区域随海拔升高出现下降趋势；在同一海拔处，反照率沿冰川两侧边缘向中部递增。2011—2021年，冰川年均反照率微弱增加，消融期内（5—8月）平均反照率与全年平均反照率的变化速率分别为0.0024 a-1和0.0017 a-1；逐月反照率具有显著的季节变化特征，6—8月冰面反照率较低（0.330），12月—次年2月冰面反照率较高（0.586）；消融期内冰川消融区反照率下降幅度大于积累区。研究进一步表明，夏季（6—8月）平均反照率与冰川物质平衡存在显著的正相关（R=0.84，P<0.01），气温、固态降水、云量、太阳入射角、吸光性杂质等是影响冰川反照率变化的重要因素。该研究将对冰川消融过程和机理、能量物质平衡模拟等工作提供重要的基础支撑。
冰川运动是认识冰川性质的关键因素，也是冰川动力学的主要研究内容之一，能够为冰川资源合理利用及冰川灾害预警提供基础支撑。利用2014—2020年Landsat 8遥感影像，采用影像互相关方法，提取科其喀尔巴西冰川表面运动速度，并分析冰川表面运动速度的时空变化特征及影响因素。研究结果表明：（1）科其喀尔巴西冰川年均运动速度为0.04~0.05 m·d-1；（2）冰川运动速度由中流线向边缘逐渐减小，在消融区随着海拔的升高而加快，在积累区随着海拔的升高而降低，物质平衡线附近运动最快（0.17~0.20 m·d-1），与冰川运动的一般规律一致；（3）冰川运动速度具有“暖季快，冷季慢”的季节变化特征，暖季比冷季快16.67%；（4）2014—2020年冰川运动速度呈微弱减小趋势，平均运动速度减少约0.01 m·d-1；（5）气温、降水对冰川的运动速度季节波动及年际变化都具有一定的影响。
青藏高原地区的积雪具有重要的水文、生态和气候意义。MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）积雪产品应用广泛，但受云的影响较为严重。国内外学者针对MODIS逐日积雪产品发展了多种去云产品，但这些产品在青藏高原的应用精度还未得到综合的评估。因此，本文利用分辨率较高的Landsat-8数据获取的积雪分类图作为参考真值，对目前发布的三套逐日无云积雪产品进行了系统的验证。评估结果表明，基于MODIS地表反射率数据生产的逐日无云积雪产品（MODIS CGF SCE），相比基于MODIS原始逐日积雪产品进行去云处理后获取的两套产品（M*D10A1GL06和MODIS_Dysno_Cloudfree），在积雪识别精度方面具有较大优势。MODIS CGF SCE产品针对不同土地覆盖类型进行NDSI（Normalized Difference Snow Index）阈值优化，虽然在积雪识别精度方面提升较为明显，然而林区积雪识别误差较大的问题依旧没有得到有效解决，存在较高的低估误差。
极寒天气对大兴安岭地区冬季生产生活有重要影响。本文利用大兴安岭地区1974—2021年极寒天气时地面观测站日最低气温数据，月环流指数资料，采用气候统计方法，分析极寒日数和极端最低气温的时空分布及变化特征；用Mann-Kendall方法、Morlet小波分析检验极寒日数和极端最低气温的突变和周期；用经验频率方法计算极端最低气温的重现期；采用相关法分析对极寒日数有显著影响的环流因子。结果表明：（1）大兴安岭地区极寒日数空间分布不均匀，由西北向南逐渐减少，极寒日数最多是呼中717 d，最少是加格达奇29 d，全区极寒日数在1979年发生突变，突变后年平均极寒日数比突变前减少14.2 d，年极寒日数存在2~4年显著周期；（2）全区极端最低气温在1990年发生突变，突变之前极端最低气温偏低，之后开始上升，年极端最低气温的显著周期是4~5年，极端最低气温-49.6 ℃，出现在漠河，其次是呼中-49.2 ℃；两年一遇、五年一遇、十年一遇的极端最低气温出现在呼中，二十年一遇、五十年一遇、百年一遇的极端最低气温出现在漠河；（3）斯堪的纳维亚遥相关型与大兴安岭地区冬季（12月和次年1、2月）极寒日数相关性很好，呈正向增长的环流模态，对大兴安岭地区冬季的极寒天气变化影响较大。
基于1961—2018年中国逐日最低气温资料，利用n阶多项式拟合、滑动t检验、经验正交函数分析、Morlet小波变化等方法，分时段和区域分析了我国寒潮日数、寒潮频次、寒潮强度的时空分布特征。结果表明：在全国范围内，1962—2018年寒潮日数、频次、强度呈减小趋势，具体变化趋势为先减后增，趋势拐点出现在2000年左右，2000年后寒潮活动频发、持续时间久且强度大。寒潮日数、频次、强度及其变化趋势均存在明显的空间差异。寒潮日数、频次在内蒙古北部、东北地区值最大，寒潮强度除新疆南部外，呈现东南低西北高的分布特征。寒潮日数、频次的变化主要表现为“东北西南反向型”，寒潮强度主要为“全国一致型”。各要素在1980年发生显著突变，2000年后则无显著突变。在区域范围内，1962—2018年各地区寒潮日数、频次、强度呈减小趋势，2000后则呈增加趋势。北方地区和东北地区各要素均值在2000年后增加明显。不同区域突变时间存在差异，东北地区的寒潮日数、频次、强度突变时间都最早。中国平均和各地区平均寒潮日数、频次和强度都存在3~5 a的振荡周期，寒潮日数、寒潮频次的周期振荡规律基本一致。
基于2005—2016年青藏高原多年冻土区唐古拉和西大滩站的气象、涡动通量以及活动层资料，利用涡动相关法、气象梯度法和SHAW模型等方法探究了气候变化背景下高原多年冻土区地表能量通量变化规律及其对活动层的影响。结果表明：2005—2016年唐古拉和西大滩气温、地气温差有所升高，年降水量、10 cm土壤含水量及风速有所下降。2005年以来唐古拉和西大滩净辐射（Rn ）与感热（H）呈增加趋势，潜热（LE）呈减小趋势，地表土壤热通量（G）变化较小。唐古拉和西大滩地表能量通量季节变化明显，但受海拔、纬度、坡向、土壤冻融过程、降水、下垫面状况等因素的影响，地表能量通量存在区域差异。研究时段内，唐古拉和西大滩地表冻结指数与土壤热通量呈负相关；融化指数、活动层厚度与土壤热通量呈正相关，融化期间土壤热通量积累量与融化深度的变化呈线性增加关系。
利用2006—2020年青藏铁路沿线多年冻土区长期地温监测资料，选取高温多年冻土区内三类典型路基结构（普通路基、U型块石路基、块石护坡路基）对应的长期监测断面，对15年间路基下20 m深度范围内温度场、年平均地层温度及年最高地层温度的演化规律进行分析和研究。监测和分析结果表明：普通路基左右路肩下冻土层的年平均地层温度增长速率高于天然场地同深度冻土层的增长速率。U型块石路基下年平均地温始终低于天然场地年平均地温并保持一定差值，且左右路肩下的地温差异不可忽视。块石护坡路基左路肩的年平均地温与天然孔相差不大，而右路肩的年平均地温始终低于天然孔，左右路肩下的地温差异要小于U型块石路基。普通路基下人为多年冻土上限始终低于天然多年冻土上限。U型块石路基和块石护坡路基左右路肩的人为多年冻土上限均已抬升至路基本体内，左右路肩的融深差值为1.0~1.5 m，块石护坡路基融深差值略低于U型块石路基。综合来看，由于工程及气候变暖等热扰动的影响，高温多年冻土区内的普通路基已不能维持其下多年冻土的热稳定性，需采取一定的主动降温补强措施。U型块石路基及块石护坡路基对其下多年冻土具有一定的主动降温效果，但左右路肩的地温差异问题仍需引起重视。
为了研究超低温条件下冻融循环作用对花岗岩I型断裂韧度的影响，本文采用半圆弯曲（semi-circular bending，SCB）试样，选取不同的冻融次数（1、2和3次），对天然状态下的花岗岩进行-160 ℃超低温冻融循环处理，并对冻融循环后的花岗岩进行三点弯曲试验，分析了-160 ℃冻融循环对花岗岩I型裂缝尖端局部破坏特征、断裂韧度以及微观结构的影响。结果表明，随着冻融循环次数的增加，花岗岩I型裂缝尖端局部化损伤不断加剧，断裂韧度不断降低，岩石内部微裂纹和孔隙数目增多，裂隙长度增加，孔径增大。最后，对比分析了低温与超低温条件下岩石冻胀力和断裂韧度的变化。与低温条件相比，超低温冻融产生的冻胀力更大，当断裂韧度下降幅度近似一致时，岩石在低温下需要冻融循环的次数更多。研究结果可为超低温环境下液化天然气（LNG）的地下存储提供相应的理论参考。
全面掌握冻土抗拉强度研究现状是进一步深化研究的基础。首先，分类介绍了目前可用于冻土抗拉强度测试的各典型方法，详细阐述了不同测试方法的试验条件、试样形式和受力机理，对比列举了典型抗拉强度测试方法优缺点。其次，归纳总结了基于不同试验方法已进行的研究工作和不足。然后，全面分析了温度、含水量、加载（变形）速率、土质及试样尺寸等影响因素对冻土抗拉强度变化规律影响的最新研究进展。最后，提出发展并完善冻土抗拉强度研究方法和体系，增加高温冻土抗拉强度测试研究，从而获得更加准确模拟冻土张拉破坏行为的展望。指出应结合冻土微细观结构和数字图像技术研究手段，深入揭示冻土抗拉强度形成内因和张拉破坏机制。阐述以多影响因素试验为基础，探寻更为完善的冻土抗拉强度预测方法。同时，拓展冻土抗拉强度的现场原位测试研究，加强室内外双轨并行式研究思路。通过对国内外研究现状及发展趋势的分析，为冻土抗拉强度试验研究、冻胀理论模型完善、寒区岩土工程设计和人工冻结加固工程等提供参考和指导。
在季节冻土区施工时，冷暖交替所产生的冻融循环作用是寒区工程破坏的主要原因之一，还原土体受冻融作用时的性质和状态尤为重要。制备了不同冻融循环次数的砂土试样，使用球形模板压入仪测试冻结砂土的长期强度，利用分形理论以及显著性分析的方法研究了不同冻融循环次数下两种冻结砂土的粒组与长期强度的变化规律。结果表明：对于细砂（FS），分形维数DB 与长期强度变化呈极显著正相关，其中≥0.15~0.20 mm和≥0.25~0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好，为FS的优势粒级；对于中砂（MS），分形维数DB 与长期强度呈微正相关，变化呈“竖向N”趋势波动，其中≥0.30~0.40 mm和≥0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好，为MS的优势粒级；其他粒组含量与长期强度变化并无明显关联。冻融作用改变了土体中粗、细颗粒粒组的含量配比。同时，随着整体粒径区间的增大，优势粒级也随之增大，表现为冻结砂土的长期强度会随着某些粒级含量的增加呈现先降低后升高的趋势。研究结果可为受冻融作用地区长期强度的测定提供理论参考。
石灰土作为路基填料代替宕渣是一种较为经济的方案，但灰土初始强度低、硬化速率慢、碳化时间长，不利于快速施工，需要进行改良研究。利用偏高岭土与石灰发生火山灰反应的原理改良灰土，通过单轴压缩试验和三轴压缩试验，分析改良灰土冻融循环条件下力学参数变化规律，利用图像处理技术提取改良灰土图像表面孔隙，建立孔隙率与强度的关系，并通过研究龄期、石灰含量和含水率变化规律，分析偏高岭土改良灰土的机制。结果表明：偏高岭土能够有效提高灰土材料反应速率，改善灰土力学特性；偏高岭土在一定程度上能够恢复冻融循环导致的灰土力学性能损失，降低冰晶体产生的孔隙；灰土强度达到最优后，其强度随着石灰的增加而降低，而经偏高岭土改良后其强度将继续增加；火山灰反应比灰土碳化过程消耗更多的水分，有效提高了灰土的抗冻性能。
输电线路工程现已成为我国冻土工程的重要组成部分，而桩基础是冻土区输电线路杆塔较为通用的基础型式。输电铁塔是典型的高耸结构，抗拔与抗倾覆稳定性是铁塔基础设计的主要控制条件。通过回顾国内外相关文献，发现冻土区桩基础抗拔承载性能研究相对较少，尤其是上拔与水平荷载共同作用时，对其承载机理、荷载传递规律等认知模糊不清，给冻土区桩基础设计带来不便。为此，采用数值计算方法，分析了季节冻土区与多年冻土区粉质黏土、砾砂地基中桩基础抗拔承载性能。结果表明：冻土区桩基础破坏以上拔为主；上拔荷载-位移曲线呈缓变型；同种地基土质条件下，相较融化期，冻结期桩基础抗拔承载力提高20%；相较粉质黏土，砾砂地基承载力提高20%；随着水平荷载增加，桩顶竖向位移增大，导致桩基抗拔承载力下降。
人工冻结法由于能够阻止地下水的移动，限制围岩的变形，目前已经成为煤矿井筒穿越富水软岩地层的有效方法之一。为了研究不同冻结条件下砂岩的冻胀特性，结合现有的冻土物理力学性质理论，采用GCTS（Geotechnical Consulting & Testing Systems）电液伺服控制低温高压岩石三轴测试系统对饱和、干燥白垩系红砂岩进行不同冷却速度（10 ℃·h-1、5 ℃·h-1、2 ℃·h-1、1 ℃·h-1）和不同围压（5 MPa、10 MPa、15 MPa、20 MPa、25 MPa）下的冻胀试验，研究不同冻结条件下砂岩的冻胀规律，探索冻胀机理。研究结果表明：在降温的过程中，干燥岩样始终产生冷缩变形，饱和岩样先产生冷缩变形，后产生冻胀变形，最后趋于基本稳定，且饱和岩样变形量远大于干燥岩样。当冻结温度一定时，岩样所处的应力水平越大，冻胀变形越小，两者呈线性负相关，这主要是由于高围压限制了岩样内部孔隙水相变成冰时体积的膨胀。岩样的冻胀变形量主要受围压、含水率的影响，而冷却速度主要影响岩样的冻胀速率，本试验条件下，砂岩的冷却速度越大，冻胀速率越大，且二者近似呈线性关系。对于饱和岩样，围压主要通过限制冰水相变时的膨胀变形而减小岩石的冻胀变形，温度主要通过影响孔隙水的冻结率和岩石骨架的热胀冷缩而影响岩石的冻胀变形，而干燥岩样变形主要是由于热胀冷缩效应导致岩石矿物颗粒体积收缩，且温度变化越大，变形越大。结合试验结果，运用理论分析方法，建立了考虑围压影响的岩石冻胀变形计算公式。通过对不同围压下冻结稳定后的砂岩冻胀变形进行计算，发现计算结果与试验结果具有较好的吻合度。此外，由冻胀变形计算公式可知，降温过程中岩石的冻胀变形影响因素大致可分为内因和外因两大类，内因包括岩石的孔隙度、饱和度、冰和岩石骨架的体积模量，外因主要是温度、围压。对于饱和岩石，冻胀变形主要受围压、温度、孔隙度等因素影响。饱和度、孔隙度和冻结率决定了岩石是冻胀还是冻缩，当这些指标较小时，岩石可能只产生冻缩变形。内因和外因相互影响、相互制约，加之冻胀过程中岩石微观结构及力学性质的动态变化，导致岩石冻胀机理十分复杂。研究结果可为深厚煤层矿井建设冻结法施工方案设计提供理论参考，也可为冻土地区软岩物理力学性质及其工程应用研究提供理论基础。
木质素磺酸钙作为一种绿色环保的改良材料，近年来被应用于土体加固领域。为探究木质素磺酸钙对黄土的固化效果，通过开展侧限浸水压缩试验、冻融循环试验、不固结不排水三轴剪切试验、扫描电镜试验和X射线衍射试验，分析冻融循环次数、掺量和围压对木质素磺酸钙改良黄土力学性质和微观机理的影响规律。研究结果表明：掺入木质素磺酸钙，可有效消除黄土的湿陷性。此外，改良黄土的应力-应变曲线随木质素磺酸钙掺量的增加向一般硬化型转变，而随着冻融循环次数的增加，应力-应变曲线向弱硬化型转变。改良黄土的破坏强度随木质素磺酸钙掺量的增加呈先增大后减小的趋势，木质素磺酸钙掺量为1%时破坏强度最高，各掺量改良黄土随冻融循环次数的增加先减小后趋于稳定，同时抗剪强度指标呈现下降的趋势。通过扫描电镜试验和X射线衍射试验，发现改良黄土内部有胶结物生成并填充了土颗粒间的孔隙，使土体密实度提高，进而提高土体强度；而冻融作用导致土颗粒的接触方式由面-面接触向点-点、点-面接触过渡。此外，木质素磺酸钙改良黄土中未发现有新的矿物成分生成，且冻融作用未造成土体矿物成分的消解。
裂隙、孔隙等天然损伤使得岩石细观结构呈现强烈的非均质性，对其破坏过程及模式产生重要影响。本文根据CT无损识别技术，结合数字图像处理技术和CASRock数值模拟软件，开展了含天然损伤的冻融砂岩劈裂破坏的数值试验研究。对含天然损伤的冻融砂岩劈裂破坏模式、变形局部化及裂纹演化过程等分析，揭示了含天然损伤砂岩在冻融和荷载作用下的破坏机制。研究结果表明：砂岩内原生孔隙（裂纹）的扩展及新生孔隙的生成是冻融岩石破坏演化的主要形式。冻融和荷载作用下含天然损伤岩石的破坏与天然损伤程度及分布有关。次生裂纹的生成多发生于天然损伤密集区域。在加载过程中，局部化损伤区应力远远大于砂岩整体应力，局部化损伤区岩石的破坏与该区域能量释放和应力释放具有同步性。局部化损伤反映岩石中裂纹的演化，有助于预测砂岩裂纹发展的方向。岩石的破坏模式与冻融循环次数有关，冻融循环促使含天然损伤砂岩逐渐由脆性破坏转化为延性破坏，冻融作用对岩石整体强度的改变是逐渐劣化的过程。
风吹雪是新疆道路交通典型的雪害形式之一，其对道路交通的影响主要体现在降低行车能见度和导致路面大量积雪造成交通中断。新疆地区道路沿线风吹雪灾害呈现出“点多线长面广”且时空分布不均匀的特点，风吹雪涉及到风-雪-温度-湿度等多场耦合，是非常复杂的科学问题。同时，风吹雪灾害防治也是寒区道路交通基础设施建设和运营中亟需解决的实际问题。对于位于风吹雪多发地区的高速公路而言，由波形梁护栏引起的道路风吹雪灾害越来越突出，但目前尚缺乏对波形梁护栏这种高速公路附属设施加深风吹雪灾害的深入研究。针对上述现状，为探究其成因和防治方法，以新疆京新高速公路（G7）为工程背景，设计了波形梁护栏、缆索护栏和无护栏路堤的现场模型试验，并结合数值模拟及公路现场调研等方法，研究了高速公路波形梁护栏和缆索护栏对路面风吹雪灾害的影响，得出设置波形梁护栏和缆索护栏等的路堤路面上的风雪场分布规律。研究结果表明，风雪流从上风侧路堤坡脚处增速，到达设置在路面路肩处或中央分隔带处的波形梁处，通过波形梁护栏下部空隙运动至路面，波形梁护栏对近地面风场产生扰动，使得梁后出现弱风区，导致大量雪粒沉积。尤其当波形梁护栏下部空隙被雪填满后，波形梁后侧的路面积雪覆盖行车道，严重影响公路通行能力，而不设置护栏或者设置缆索护栏的地段有利于风雪流通过。考虑到未来气候变化的不确定性，为更好防范风吹雪对交通运营安全的影响，提出可将部分风吹雪灾害严重地段的波形梁护栏更换为符合高速公路安全要求的缆索护栏的初步建议，也可增设防雪栅、挡雪板及挡雪墙等其他防风雪措施。研究成果可为高速公路运营期间的除雪保畅工作及新疆风吹雪多发地区高速公路的建设提供有益借鉴。
气候变暖背景下，融雪洪水灾害发生的时间、频率和强度及其影响发生了明显变化。借助网络爬虫等工具，基于自然灾害数据库、文献资料、书籍、政府机构网站、新闻媒体等多数据源，收集了升温融雪型洪水和雨雪混合型洪水的相关信息，建立了针对不同数据甄别融雪洪水事件及其灾害影响的标准，对融雪洪水事件及灾害进行筛选、整理、融合、集成，构建了针对性强、信息较为可靠的包含579条数据的全球融雪洪水灾害数据集，初步分析了1900—2020年全球融雪洪水灾害的时空分布特征，结果表明：融雪洪水主要分布在30°~60° N之间，50° N以南雨雪混合型洪水较多，50° N以北升温融雪型洪水较多；春季为融雪洪水灾害高发期，冬季次之，夏季第三，秋季最少；春季、秋季和冬季的融雪洪水主要分布于40°~50° N，夏季的融雪洪水主要分布于30°~40° N。相对于升温融雪型洪水，雨雪混合型洪水的频次高、破坏力更强，且随气候变暖发生频率增加；研究结果可为全球融雪洪水灾害的风险防御和损失评估提供科学依据。
黑河流域中下游地下水系统受上游冰冻圈融水和降雨的补给，由气候变暖导致的冰冻圈萎缩致使中下游地下水系统的稳定性面临更多的风险。地下水模型是地下水系统稳定性评估的有效手段，但是地下水模型参数往往存在较大的不确定性。为此，本文提出了基于数据同化算法的不确定性分析方法，通过包含观测资料信息减小模型不确定性。采用所提方法分析了（基于MODFLOW构建）黑河流域中游地下水模型中13个参数的不确定性，讨论了算法超参数的影响及其最优取值，分析了地下水模型参数的不确定性。实验结果证明数据同化算法可有效减小地下水模型参数的不确定性，观测资料的种类与数量对参数不确定性的减小起到重要作用；不同地下水模型参数的不确定性不同，地表水与地下水相互作用频繁的区域参数不确定性较大；含水层渗透系数、含水层给水度以及灌溉回流系数对模型输出的地下水位输出影响显著，河床水力传导系数对模型输出的河流流量影响较大。本研究将为地下水研究提供更加可靠的模型方法，为西北内流区地下水哺育的绿洲生态系统稳定可持续研究提供重要支撑。
北麓河流域位于青藏高原腹地多年冻土区，区内受制于活动层土壤冻融过程，地表土壤含水量变化与植被覆盖关系密切。本文协同利用2018年Sentinel-1A多极化SAR与Landsat-8光学遥感时序数据，综合改进的“水云模型”、Oh模型、Dubois模型和Topp公式，完成了北麓河流域2 037.94 km2土壤含水量反演，并基于实测点土壤含水量数据验证了反演精度，回归方程Adjusted-R2为0.6848，RMSE为0.039 cm3·cm-3。从流域尺度研究土壤冻融过程、土壤含水量和植被覆盖关系的结果表明：植被覆盖对活动层冻融过程具有明显的迟滞作用，即植被覆盖度越高，活动层冻结和消融时间越滞后，该结论与前人的实地观测结果基本吻合。表明利用Sentinel-1A年度时序数据，从流域尺度研究土壤冻融过程、土壤含水量和植被覆盖的关系是可行的。
土壤碳库作为全球碳循环中最为重要的组成部分，是陆地生态系统中最大的碳库。冻土区土壤碳库是对气候变化反应最为敏感的碳库，气候的微弱变化都会对其浅层土壤有机碳产成巨大的影响，进而影响着区域景观和生态。氧化稳定性作为反映土壤有机碳抗氧化能力的指标，影响着土壤有机碳的数量与质量，受制于气候因素影响，其变异在高寒冻土区具有一定的规律性。为探究冻土的土壤有机碳及其氧化稳定性分布特征，基于实验数据与2011—2019年的气候资料，采用随机森林模型对土壤有机碳含量、不同氧化难易程度土壤有机碳组分和土壤有机碳氧化稳定性系数，以及环境变量（年均降水量、年均日照时数、年平均气温、海拔）进行多要素数字化制图并分析其控制性因素。结果表明：模型对三江源冻土区浅层土壤有机碳的解释度在54%以上，数字化制图能较好地反映土壤有机碳的分布情况；土壤有机碳主要受降水和日照时数的影响，温度次之；不同氧化难易程度组分空间分布各异，但氧化稳定性具有北高南低的分布特征；冷、干利于冻土区浅层土壤有机碳氧化稳定性的提升。
地表土壤冻融循环过程对地表水分和能量平衡有重要影响，进而影响植被生长、土壤含水量、碳循环和陆地生态系统。被动微波具有时间分辨率高、数据量丰富、对土壤水分敏感等特点，在监测地表冻融过程中发挥了重要的作用。随着国内外被动微波传感器相继升空，为冻土的年际变化、季节变化、日变化及长时序的近地表土壤冻融循环的研究提供了保障，近年来利用被动微波数据进行地表冻融循环的研究逐渐增多。基于以往研究，本文总结了被动微波遥感数据的类型和所含波段的特点；阐述了被动微波数据用于冻融监测的原理，重点介绍了被动微波数据在冻融监测研究中的五类算法，包括双指标算法、决策树算法、冻融判别式算法、季节阈值算法和基于L波段相对冻结因子阈值判别算法，并对五类算法进行了对比分析；梳理了基于不同算法和被动微波数据的冻融产品；研究中受传感器物理特性和地球形状及轨道等影响导致被动微波数据缺失的问题，可利用前后两天被动微波数据平均值，或者建立统计函数来补齐缺失数据。针对现有冻融判别算法对积雪覆盖地区的判别精度较低的问题，可采用数据同化的方法，或者从积雪辐射和冻土介电模型出发，对算法进行优化来提高判别精度。此外，SMAP冻融产品时序较短，在未来研究中可联合SMOS卫星扩展冻融产品的时间序列。
国际上承认的地球八千米以上雪山共有14座。本文回顾了通过直接测量和制图调查发现3座八千米以上雪山的历程，使得世界八千米以上雪山达17座。并对3座雪山按海拔高度排序，第十五高峰——安娜普尔纳东峰（海拔8 013 m，28°35′42.51″ N、83°49′17.63″ E），位于尼泊尔境内喜马拉雅山上，第十六高峰——中央峰（海拔8 011 m，35°48′44.05″ N、76°33′56.80″ E），位于喀喇昆仑山中巴边境线上，第十七高峰——希夏邦马西北峰（海拔8 008 m，28°21′16.54″ N、85°46′40.52″ E），位于中国境内喜马拉雅山上。
甘公网安备 62010202000676号
