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1. 2000-2014年西藏雅鲁藏布江流域积雪时空变化分析及对气候的响应研究
刘金平, 张万昌, 邓财, 聂宁
冰川冻土    2018, 40 (4): 643-654.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0070
摘要133)      PDF(pc) (6549KB)(238)    收藏
利用2000-2014年MODIS逐日无云积雪产品对雅鲁藏布江流域积雪特征的空间分布及变化、积雪随高程变化的规律进行了分析,并采用被动微波数据SMMR (1979-1987年)和SSM/I (1988-2008年)以及中国地面降水和气温0.5°×0.5°日值格点数据集,研究了雅鲁藏布江流域关键积雪参数对气候要素的响应等。结果表明:流域下游积雪日较大且变化剧烈;流域整体上呈显著减少的趋势;积雪日随高程的上升而增加;流域内降水呈不显著的增加趋势,而气温呈显著的增加趋势,最高气温对积雪变化影响最大;气温对积雪终日的影响明显高于积雪初日;在积雪消融期降水的增多促进了积雪的消融。
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2. 冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响及其适应性管理策略
王世金, 丁永建, 效存德
冰川冻土    2018, 40 (5): 863-874.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0093
摘要83)      PDF(pc) (561KB)(92)    收藏
冰冻圈是气候系统影响最直接和最敏感的圈层。在全球变化背景下,冰冻圈变化与生物圈、岩石圈、水圈、大气圈、人类圈之间的相互作用日趋加剧。特别地,冰冻圈快速变化对其影响区经济社会系统产生了广泛而深刻的负面影响,甚至危及人类福祉、经济社会系统的健康、和谐、持续发展。鉴于冰冻圈区位劣势及其较为落后的经济水平,其应对冰冻圈变化的能力极为有限。目前,适应仍然是冰冻圈应对气候变化的主要途径。冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响分析是适应冰冻圈快速变化的基础,其适应性管理战略则是减轻冰冻圈快速变化不利影响、降低自然和经济社会系统防御其不利影响脆弱性的最终目标。
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3. 青藏公路沿线多年冻土区活动层起始冻融时间的时空变化特征和影响因素
刘广岳, 谢昌卫, 杨淑华
冰川冻土    2018, 40 (6): 1067-1078.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0413
摘要71)      PDF(pc) (3809KB)(82)    收藏
多年冻土区活动层冻融格局对气候系统、能量平衡、水文过程和生态系统有重要的影响,地表冻融时间是反映冻融格局时空变化的重要指标。为了探明多年冻土区活动层起始冻融时间的影响因素和机制,通过对青藏公路沿线8个典型活动层观测场地表起始融化时间(OOT)和起始冻结时间(OOF)进行研究,分析了不同观测场起始冻融时间的时空差异及其影响因素。结果表明:(1)青藏高原多年冻土区活动层起始融化主要发生在4月中下旬,起始冻结主要发生在10月中下旬。OOT的年际变化幅度远大于OOF,每年起始冻结的发生较起始融化更为准时。(2)起始融化发生时的气温普遍比起始冻结发生时高1~4℃。气温对OOT的影响要比对OOF大,其中OOT的变化主要与春季气温有关,冬季气温对其影响不大。(3)植被和土壤水分对OOT和OOF有重要调节作用,土壤含水率越高,植被状况越好,起始融化和冻结的发生时间往往越迟。(4)在起始融化和冻结阶段,厚度较大和持续时间较长的积雪对地温变化有明显的抑制作用,对OOT和OOF有延迟作用。
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4. 基于MODIS数据的青藏高原冰川反照率时空分布及变化研究
徐田利, 邬光剑, 张学磊, 燕妮, 杨松
冰川冻土    2018, 40 (5): 875-883.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0094
摘要55)      PDF(pc) (4164KB)(78)    收藏
冰川反照率对冰川融化具有重要影响,以2000-2013年MODIS的MOD10A1逐日积雪反照率数据资料为基础,分析了青藏高原冰川反照率的时空分布及变化。结果表明:冰川年平均反照率变化范围是0.42(枪勇冰川)~0.75(PT5冰川),其中夏季平均反照率变化范围是0.45(来古冰川)~0.69(东绒布冰川和古里雅冰川)。冰川反照率空间分布并没有明显的规律性,而冰川反照率的变化速率空间分布规律明显——南部较大往北减小,北部反照率出现增大现象。研究区内大部分冰川反照率呈波动降低的趋势,年平均反照率和夏季平均反照率变化速率最大值都出现在枪勇冰川,分别是-0.015 a-1和-0.019 a-1。木吉和木孜塔格冰川年平均和夏季平均冰川反照率都增大,木吉冰川是由于2012年的高反照率引起的,而木孜塔格冰川主要与该地区气温降低、降水增多有关。
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5. 1980-2017年青海省玉树地区季节冻土变化对气候变暖的响应
赵全宁, 严应存, 刘彩红, 祁栋林, 铁吉新
冰川冻土    2018, 40 (5): 899-906.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0097
摘要54)      PDF(pc) (1430KB)(68)    收藏
利用玉树地区5个气象台站1980-2017年逐月温度和最大冻土深度资料,采用线性趋势、相关及主成分分析等统计方法,对玉树地区最大季节冻土深度在气候变暖背景下的变化规律进行了详细探讨,在分析冻土深度与气温及地表温度变化关系的基础上给出最大冻土深度对温度变化的响应模型。结果表明:1980-2017年玉树地区最大冻土深度以10 cm·(10a)-1速率呈显著下降趋势,年代际间变化则表现出“减-增-减-增”波动特征,年内对温度变化的响应在时间上存在一定滞后性;最大冻土深度空间分布呈“西北高、东南低”且具有明显的垂直地带性分布;温度变化对局地季节性冻土的影响有一定差异性,除平均最高地温外其余各温度因子与最大冻土深度变化具有良好的一致性,对冻土影响最大的是平均地温,其次为平均最低气温和平均气温,季节性冻土对气温变暖的响应呈现为退化状态。最大冻土深度变化的温度影响因子主成分回归表明,近年来气温和地温的显著升高是玉树地区冻土退化的最大驱动力,响应模型对估算玉树地区未来最大冻土深度的变化具有较高的可信度。
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6. 1971-2015年青藏高原东北边坡降水特征及主要影响因子分析
李玲萍, 刘维成, 杨梅, 李岩瑛
冰川冻土    2018, 40 (5): 916-924.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0099
摘要54)      PDF(pc) (2759KB)(53)    收藏
利用1971-2015年青藏高原东北边坡20个站的降水观测资料和美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,分析了青藏高原东北边坡年、季降水量空间分布和变化趋势,并采用相关系数法分析和讨论其所受的影响因素。结果表明:青藏高原东北边坡地区的年、季平均降水量空间分布极为不均,总体上是从南向北递减,东北部最少;青藏高原东北边坡年、夏、秋季平均降水量北部呈上升趋势,南部呈下降趋势;青藏高原东北边坡地区年平均降水量呈下降趋势,气候倾向率为-3.1 mm·(10a)-1,其中春、秋、冬季平均降水量呈上升趋势,夏季平均降水量呈明显下降趋势;青藏高原东北边坡地区年、季降水量的显著周期为2~3 a、4~5 a及10~15 a;南亚季风对青藏高原东北边坡地区降水量影响显著,为明显的正相关,西风指数对高原东北边坡地区降水量有一定影响,相关不是很明显,与其北部降水量呈正相关,南部降水量呈负相关。
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7. 河西走廊疏勒河流域水资源管理问题分析
黄珊, 冯起, 齐敬辉, 陆志翔, 龚志宏
冰川冻土    2018, 40 (4): 846-852.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0091
摘要53)      PDF(pc) (966KB)(114)    收藏
从水资源管理体制、配置程序、市场化管理等方面探讨了河西走廊疏勒河流域水资源管理及存在的问题。目前流域已建成较健全的用水者协会体系,水价和水权在不断调整以适应水资源管理的需求。其管理存在以下问题:受地方行政、企业等多方权力博弈的影响,地表水和地下水处于双线管理状态,未能实现流域水资源的全面统一管理;用水者协会的职能未得到充分发挥,公众参与水资源管理不积极;流域内水价、水权制度不完善。建议如下:应在甘肃省水利厅和酒泉市政府之间形成协调机制,以协调各相关方的权益,完善流域管理局和地方政府统一协调的水资源管理体系,实现流域水资源的集成管理;加强流域机构立法,实现流域水资源的统一管理与调配;将协会的职责和义务融入到村委会的职务中,并完善水价制度,建立水权交易市场,以调动公众的自我管理和实现水资源的高效利用。
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8. 北京-莫斯科高铁工程走廊寒区工程问题与防治对策研讨会在兰州举行
冰川冻土    2018, 40 (4): 862-862.  
摘要52)      PDF(pc) (945KB)(93)    收藏
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9. 2001-2015年天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系
秦艳, 丁建丽, 赵求东, 刘永强, 马勇刚, 穆艾塔尔·赛地
冰川冻土    2018, 40 (2): 249-260.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0029
摘要46)      PDF(pc) (4333KB)(288)    收藏
采用2001-2015年MODIS积雪和陆表温度数据、中国高时空分辨率降水数据,基于趋势分析和相关分析方法,分析了天山山区积雪时空变化及其与温度和降水的关系。结果表明:(1)年内积雪面积变化受海拔影响,海拔≤4 000 m,呈单峰型分布,积雪面积冬季大,夏季小;海拔介于4 000~≤5 000 m,积雪面积分别在春季和秋季出现两次峰值;海拔>5 000 m,积雪面积变化与低海拔相反,在夏季达到最大,冬季最小。就年际变化而言,全区积雪面积呈略微减少趋势,其中秋季略微增加,春季变化不大,冬季和夏季明显减少。(2)积雪覆盖频率受水汽来向和地形影响,呈西高东低、北高南低分布格局,与海拔呈正相关。山区大部分区域积雪覆盖频率呈减少趋势,其中海拔介于3 600~≤4 600 m的积雪覆盖频率减少最为显著。(3)在春、夏季,温度是决定积雪面积变化的主要因素,与积雪面积呈负相关;在秋、冬季,降水对积雪面积变化的贡献大于温度,与积雪面积呈正相关。(4)积雪覆盖频率整体上与年均温度呈负相关,与降水呈低度正相关,相关程度及显著性水平在空间分布上存在差异,温度对积雪覆盖频率变化的贡献大于降水。
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10. 1961-2015年青藏高原降水量变化综合分析
冀钦, 杨建平, 陈虹举
冰川冻土    2018, 40 (6): 1090-1099.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0415
摘要45)      PDF(pc) (3447KB)(67)    收藏
降水量及其季节分配与降水形式变化一直是全球气候变化研究的热点之一。使用青藏高原72个气象站点1961-2015年的逐日降水量资料,基于趋势、波动特征和极端事件相结合的新视角,全面剖析了该地区近55年降水量的趋势、波动与极端事件变化。结果表明:(1)时间上,近55年青藏高原年降水量、年最大日降水量和一年中日降水量≥ 10 mm的天数分别以6.59 mm·(10a)-1、0.33 mm·(10a)-1和0.26 d·(10a)-1的速率显著增加,增幅分别达到36.2 mm、1.8 mm和1.4 d。(2)空间上,过去55年青藏高原绝大部分地区年降水量增加,不稳定性增强。但波动变化存在较大的地区差异,广大的中西部地区年降水量波动缓慢增强,而高原东部地区自北向南波动快速增强区与快速减弱区相间分布,极端降水强度与频数亦有类似的变化格局。(3)趋势、波动与极端变化三者组合预示,青藏高原东部的祁连山地区、柴达木盆地东部、青海湖流域与长江源区极端降水事件将明显增加,高原中西部地区发生强降水的可能性亦增加,而高原东南缘地区干旱事件将增多。
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11. 全球冰川面积现状及近期变化——基于2017年发布的第6版Randolph冰川编目
牟建新, 李忠勤, 张慧, 梁鹏斌
冰川冻土    2018, 40 (2): 238-248.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0028
摘要42)      PDF(pc) (1611KB)(246)    收藏
基于2017年发布的第6版Randolph冰川编目资料,结合全球16个主要冰川区近期发表的冰川变化研究文献,系统分析了全球冰川面积现状及其近期变化。结果表明,全球(不包括南极与格陵兰冰盖)共发育山地冰川215 547条,总面积达705 739 km2,面积相对误差为4.2%。冰川数量以面积等级<1 km2的冰川(79.15%)为主,冰川面积以面积等级≥100 km2的冰川(54.9%)为主。分布在北极的冰川面积(45.5%)最多,分布在南极周边岛屿的冰川面积(18.8%)次之,分布在高亚洲(13.8%)和阿拉斯加(12.3%)的冰川面积再次之。近50年间全球冰川经历了强烈退缩,16个主要冰川区面积退缩率达11.3%,1960年以来的冰川面积年均退缩率为0.35%。由于目前尚缺乏多期冰川编目可供比较,全球范围内冰川变化的定量研究仍将是今后研究的重点。
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12. 目录
冰川冻土    2018, 40 (5): 0-0.  
摘要40)      PDF(pc) (699KB)(36)    收藏
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13. 青藏铁路多年冻土区含融化夹层路基的热状态
王宏磊, 孙志忠, 刘永智, 武贵龙
冰川冻土    2018, 40 (5): 934-942.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0508
摘要40)      PDF(pc) (2425KB)(40)    收藏
基于青藏铁路K1496+750监测断面含融化夹层路基长达10 a的地温监测数据,分析了在气候转暖及工程活动下天然场地及路基左右路肩下多年冻土热状态年变化过程、融化夹层的年变化过程及其对多年冻土热状态的影响。结果表明:监测断面天然场地、左右路肩下多年冻土上限逐年下降,热稳定性逐年降低;观测期内,左路肩下发育有融化夹层,融化夹层厚度在波动中呈增厚趋势,且其增厚主要是由多年冻土人为上限下降所致,而天然场地及右路肩下未发育融化夹层;多年冻土上限附近土体热积累显著,进而导致多年冻土上限逐年下降及其附近土体温度逐年升高,弱化了多年冻土的热稳定性;后期增加的块石护坡和热管两种具有“主动冷却”效能的工程补强措施很好的改善了路基的热稳定性,右路肩经工程补强措施后,多年冻土人为上限得到显著抬升,热稳定性得到显著改善,而左路肩由于融化夹层的存在,工程补强措施仅仅维持了当前多年冻土热状态,融化夹层的存在一定程度上弱化了工程补强措施所产生的冷却效能。
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14. 高亚洲地区冰崩灾害的研究进展
胡文涛, 姚檀栋, 余武生, 杨威, 高杨
冰川冻土    2018, 40 (6): 1141-1152.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0504
摘要40)      PDF(pc) (1642KB)(55)    收藏
在全球气候变化的背景下,冰崩灾害极有可能成为人类面临的新常态。特别是在高亚洲地区,冰崩灾害事件严重威胁"亚洲水塔"的命运和"第三极"的生态安全。因此,研究冰崩灾害事件对于保障"一带一路"国家战略的顺利实施和保护"一带一路"沿线国家的生产与生存环境具有重要的现实意义。通过梳理历史上有记录的几次冰崩灾害事件,系统介绍冰崩的发生过程;再从冰崩体的物质组成、冰崩体的运动特征、冰崩发生的可能原因以及冰崩的影响等方面总结了冰崩的研究内容;重点阐述了冰崩的研究方法;最后讨论了当前冰崩研究存在的问题,并从冰崩研究方法等角度展望了未来冰崩灾害事件的研究方向。
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15. 基于日值SPEI的青藏高原干旱演变特征
梁晶晶, 张勃, 马彬, 魏怀东, 张佳琦, 马尚谦
冰川冻土    2018, 40 (6): 1100-1109.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0412
摘要39)      PDF(pc) (5160KB)(35)    收藏
利用1980-2014年青藏高原74个台站的气象资料,通过Penman-Monteith公式计算了蒸散发及标准化降水蒸散指数(SPEI),并采用M-K趋势分析和小波分析等方法研究了高原干旱变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明,基于Penman-Monteith公式计算潜在蒸散发的逐日SPEI指数能够很好地反映青藏高原干旱特征。1980年以来青藏高原SPEI值总体呈上升趋势,即偏于湿润,干旱强度有所降低。高原近35年的干旱演变具有明显的年代际差异,20世纪90年代之前干旱较为严重。小波分析结果表明高原干旱的发生存在2~4 a的振荡周期,在2~4 a的时间尺度上总体表现出干-湿周期变化。在整体小波变化周期中,1983-1997年虽然出现了干旱严重区间,但在1997年以后高原总体上呈现湿润趋势,3.7 a的主周期并没有影响整体变湿的趋势,且三种指标的3.7 a振荡主周期均通过了95%的红噪声检验。
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16. 青藏高原气候变化的若干事实及其年际振荡的成因探讨
李林, 李红梅, 申红艳, 刘彩红, 马玉才, 赵玉成
冰川冻土    2018, 40 (6): 1079-1089.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0117
摘要38)      PDF(pc) (5247KB)(42)    收藏
利用1961-2012年青藏高原88个气象台站逐月气温、降水以及温室气体等气候系统监测资料和CMIP5输出的未来气候变化情景数据,分析了近52年来青藏高原气候变化暖湿化的若干事实,揭示了其年际振荡与温室气体、高原加热场、高原季风、AO等气候系统因子的关系,预测了未来20~40年青藏高原可能的气候变化趋势。研究表明:近52年来青藏高原在总体保持气候变暖的趋势下自2006年以来出现了某些增暖趋于缓和的迹象,较全球变化滞后了8年左右;降水量的增加在青藏高原具有明显的普遍性和显著性,气候变湿较变暖具有一定的滞后性,降水量变化的5年短周期日趋不显著,而12年、25年较长周期逐渐明显且仍呈增多趋势。由于温室气体、气溶胶持续增加、高原夏季风趋强、ENSO事件和太阳辐射减少,青藏高原气候持续增暖但有所缓和;春季高原加热场增强、高原夏季风爆发提前且保持强劲,使得高原春、夏季和年降水量增加,而秋、冬季AO相对稳定少动,东亚大槽强度无明显变化,高原冬季风变化不甚显著,导致了高原秋、冬季降水量无明显变化。未来20~40年青藏高原仍有可能继续保持气温升高、降水增加趋势。
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17. 大气气溶胶密度观测研究进展
樊茹霞, 孙俊英, 张璐, 沈小静, 张养梅, 车浩驰, 夏灿
冰川冻土    2018, 40 (5): 925-933.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0311
摘要36)      PDF(pc) (565KB)(36)    收藏
大气气溶胶的气候效应、环境效应、健康效应均与其物理化学性质密切相关,其中,密度是大气气溶胶重要的物理性质之一。密度影响着粒子的输送过程和在人体肺部的沉积过程。密度可以分别将电迁移率粒径和空气动力学粒径,数浓度和质量浓度联系起来。密度的变化可为气溶胶的形成和老化过程提供信息,细粒子分粒径的密度还可为大气过程和化学组分的演化提供参考依据。因此,研究大气气溶胶密度对了解气溶胶化学组分,评估气溶胶形成过程以及探究气溶胶在人体内的沉积效率具有重要的意义。由于国内在该领域研究总体较少,对大气气溶胶密度的定义、研究方法、国内外研究进展以及影响因素和变化特征等进行较为系统的总结,对未来开展大气气溶胶密度的观测和研究十分必要。
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18. 水足迹视角下低水消费模式研究——以黑河流域张掖市居民消费为例
苏芳, 尚海洋, 丁杨
冰川冻土    2018, 40 (3): 625-633.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0068
摘要34)      PDF(pc) (506KB)(189)    收藏
人口的迅速增长、技术的日益进步和消费的不断增加,被认为是产生当前环境危机的最主要的三大原因。由人口的增长和技术的进步所引起的环境问题,早已引起人们的广泛关注,而消费的增加所引起的环境问题直到近年来才逐渐为人们所关注,但对相关问题的研究已经成为热点。水足迹概念的提出,帮助人类更好地认识到食物、工业产品的消费,享受由水资源提供的各种服务。基于水足迹理论,探讨了倡导在满足人类基本需求的同时减少消费水足迹的低水消费模式的必要性,并以德国营养协会推荐的健康饮食模式(DGE)为参考,比较与分析了澳大利亚日常饮食消费模式、典型内陆河张掖市各县区饮食结构的差异,分析了三种消费结构的食物消费量、消费水足迹组分与总消费水足迹特征。研究发现,与DGE健康模式相比,张掖市各县区在肉类、蛋类消费量较高,而蔬菜、水果消费量较低;从消费总水足迹来看,仅有临泽县、山丹县较为接近DGE健康模式,肃南县远高于DGE健康模式;与DGE健康模式的水足迹多样性指数相比,临泽县的多样性指数(1.82)与DGE健康模式的多样性指数最为接近(1.84),在张掖市各县区中,临泽县今后将通过优化、调整当前饮食结构,最先实现德国营养协会推荐的健康消费模式,实现水足迹视角下的低水消费模式。
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19. 1979-2014年东北地区雪深时空变化与大气环流的关系
路倩, 李宝富, 王志慧, 孙佳瑶, 仝天
冰川冻土    2018, 40 (5): 907-915.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0098
摘要31)      PDF(pc) (4491KB)(51)    收藏
基于被动微波遥感反演的雪深数据集(1979-2014年),利用Mann-Kendall检验、R/S分析、相关分析和小波分析等方法研究了东北地区雪深时空变化特征及其与大气环流的关系。结果表明:1979-2014年,东北地区年均雪深总体呈减小趋势,减小速率为-0.084 cm·(10a)-1。其中,春季雪深减小速率最大,为-0.19 cm·(10a)-1P<0.05),其次是冬季[-0.17 cm·(10a)-1],而秋季雪深减小速率最小,仅为-0.05 cm·(10a)-1。空间上,平原区(东北平原和三江平原)与少部分高原区(呼伦贝尔高原西南部)年均雪深呈增大趋势,山地(大、小兴安岭和长白山)与高原大部(内蒙古高原)雪深呈减小趋势,而且雪深增大区域的面积和变化速率均小于雪深减小的地区。东北地区年均雪深变化的Hurst指数为0.85,表明雪深未来减小的持续性很强;同时雪深变化具有22 a的主周期。春秋季雪深变化与东亚槽强度及北半球极涡面积呈显著负相关性,而冬季雪深与北半球副高强度关系密切。
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20. 基于Fluent数值模拟的冰湖涌浪分析——以西藏聂拉木县嘉龙错为例
阿如汉, 涂杰楠, 刘红岩, 童立强, 郭兆成
冰川冻土    2018, 40 (4): 837-845.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0404
摘要30)      PDF(pc) (4504KB)(86)    收藏
冰湖溃决洪水或泥石流(GLOF)是青藏高原主要灾害之一,其形成的灾害链对人民的生命财产安全造成了严重的威胁,其中冰崩导致的冰湖溃决是GLOF的主要灾害形式,但由于其发生位置偏远、间隔时间长、随机性强,导致实地观测资料缺乏,冰崩入湖形成的涌浪机理和过程仍不清晰,而涌浪的规模是GLOF造成下游灾害大小的最主要因素。为分析冰湖涌浪的产生、沿程传播过程和对冰碛坝的爬坡高度,以西藏聂拉木县嘉龙错为例,采用有限体积法,基于流体计算软件Fluent,模拟了嘉龙错补给冰川发生冰崩导致冰湖涌浪的过程。结果表明:数值模拟能较好地对涌浪的产生、规模、沿程传播和对岸爬坡过程进行再现,涌浪初始高度随着冰湖水深、冰体入湖速度和冰体厚度的增加而增大,涌浪高度增加趋势随着冰体入湖速度和冰湖水深的增加而增大,随着冰体厚度的增加而减小。
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21. 陆面模式CLM4.5在青藏高原土壤冻融期的偏差特征及其原因
李时越, 杨凯, 王澄海
冰川冻土    2018, 40 (2): 322-334.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0037
摘要29)      PDF(pc) (3517KB)(160)    收藏
利用中国区域地面气象要素数据集制作的大气强迫场驱动通用陆面模式CLM4.5(Community Land Model version 4.5)对青藏高原区域进行离线模拟试验,模拟结果与D66、沱沱河(TTH)和玛曲(Maqu)3个站点的观测资料以及GLDAS(Global Land Data Assimilation System)-CLM2模拟结果进行了对比,并分析了陆面模式对冻融过程中土壤温度和湿度模拟的偏差及其可能原因。结果表明:CLM4.5对土壤温度模拟较好(平均RMSE≈3℃),而GLDAS-CLM2计算的土壤温度偏高,偏差较大(平均RMSE>6℃),且其偏差大于CLM4.5,尤其在冻融期;CLM4.5能较好地模拟出冻融过程中土壤湿度季节变化,但土壤湿度的模拟值与观测值存在一定偏差(平均RMSE≈0.1 mm3·mm-3),GLDAS-CLM2不能反映出土壤湿度在冻融过程中的变化特征。CLM4.5的模拟偏差主要来自大气强迫场,而GLDAS-CLM2的偏差除了大气强迫场的不确定性外,还来自于模式冻融参数化方案的不完善。大气强迫场中的气温和降水对土壤温度和湿度的影响在冻融期和非冻融期表现不同。在非冻融期,土壤温度的模拟主要受气温的影响(r>0.6),气温偏差对土壤温度偏差的贡献率大于50%;土壤湿度的变化则主要受降水的影响,降水偏差对土壤湿度偏差的贡献率为20%~40%。在冻融期,受土壤水热相互作用的影响,气温和降水对土壤温度和湿度的作用效果减弱;土壤湿度的变化受气温影响显著,其贡献率为10%~20%。陆面模式中冻融参数方案的不完善是冻融过程中土壤温度和湿度偏差的重要来源之一。
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22. 基于随机森林模型的城市不透水面提取研究——以呼和浩特市为例
郜燕芳, 李俊明, 刘东伟, 任周鹏, 王楠楠
冰川冻土    2018, 40 (4): 828-836.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0089
摘要29)      PDF(pc) (5666KB)(86)    收藏
城市不透水面信息对于城市生态环境动态演化过程研究具有重要意义。以Landsat 8遥感影像为数据源,以呼和浩特市为实证区域,进行了随机森林模型应用于城市不透水面的提取研究,并与目前应用广泛的支持向量机模型进行了对比分析。研究表明:在不同的抽样比例训练样本条件下,随机森林模型对于城市不透水面的提取精度均优于支持向量机的提取精度;对于随机森林模型和支持向量机模型,70%的训练样本比例均为最佳训练样本抽样比例。在该抽样比例下,随机森林模型提取城市不透水面的总体分类精度为93.29%,Kappa系数为0.9051,支持向量机模型的总体分类精度为91.26%,Kappa系数为0.8757;随机森林模型对于城市裸土的识别度较高,能更好地将城市裸土和不透水面进行区分,而支持向量机模型对于城市裸土、不透水面和绿地的区分能力均弱于随机森林模型。综合而言,随机森林模型对城市不透水面的提取精度优于支持向量机模型,随机森林模型可以有效应用于城市不透水面提取领域,进一步丰富了城市不透水面提取方法体系构成。
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23. 1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征
王淑红, 张钰, 王大超, 路贺, 杜丽芳
冰川冻土    2018, 40 (2): 370-377.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0042
摘要28)      PDF(pc) (2584KB)(214)    收藏
研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明:葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。
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24. 1980-2011年全球不同地区冰川物质平衡变化分析
张国飞, 李祥飞, 李忠勤
冰川冻土    2018, 40 (2): 214-222.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0025
摘要28)      PDF(pc) (2622KB)(176)    收藏
在气候变暖背景下,全球大多数冰川加速退缩,冰川物质亏损严重,呈负平衡增长趋势。利用世界冰川监测服务处(WGMS)最新刊布的物质平衡资料,对全球重点监测冰川的物质平衡现状及结果进行扼要的总结和比较,分析了1980-2011年全球不同地区冰川物质平衡的区域特征、变化过程及总体变化趋势,评估了冰川物质平衡对海平面变化的贡献。结果表明:1980-2011年,全球冰川物质亏损严重,加速退缩,平均减薄了14 m,其中阿尔卑斯山脉及太平洋海岸山脉的退缩尤为明显,平均减薄了30 m左右;各地区冰川的平均物质平衡变化趋势与全球平均趋势基本保持一致,具有典型的纬度地带性分布特征;物质平衡变化过程分为正平衡波动型、负平衡波动型及负平衡持续增长型三类,但总体上处于负平衡持续增长趋势;在全球继续增温的未来,冰川将会继续退缩,物质亏损强度不断增大,负平衡趋势不断增强。冰川物质平衡对海平面上升的贡献呈增大趋势,且与全球气温上升基本上是同步的。
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25. 1961-2016年乌鲁木齐河流域气温和降水垂直梯度变化研究
李开明, 钟晓菲, 姜烨, 李佳宁, 李林凤, 周平
冰川冻土    2018, 40 (3): 607-615.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0066
摘要28)      PDF(pc) (4531KB)(237)    收藏
新疆乌鲁木齐河流域高山区和平原区气候条件差异较大,对该流域气温和降水垂直梯度变化的研究,有利于了解不同地理要素之间的作用过程。利用乌鲁木齐河流域6个气象观测站数据,分析研究了气温和降水的变化趋势、气温和降水及其倾向率与海拔的关系,以及不同月份气温和降水随海拔的变化特征。结果表明:1961-2016年间,乌鲁木齐河流域气温和降水总体呈上升趋势,其中乌鲁木齐站气温和降水倾向率分别为0.189℃·(10a)-1和28.83 mm·(10a)-1,大西沟站气温和降水倾向率分别为0.268℃·(10a)-1和18.85 mm·(10a)-1;气温和降水与海拔关系密切,随海拔降低气温逐渐升高,而降水呈减少趋势;高海拔区气温升温倾向率总体大于低海拔区,降水倾向率随高度增加而明显增加;月气温变化速率随海拔升高呈“钟”形分布,并在5-8月达到最大;月降水变化速率随海拔变化表现为下降~上升~下降~上升,并在5-8月达到峰值。
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26. 1972-2016年东天山哈尔里克山地区冰川物质平衡研究
杨晓辉, 赵井东, 韩惠
冰川冻土    2019, 41 (1): 1-11.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2019.0004
摘要28)      PDF(pc) (6753KB)(29)    收藏
新疆哈密地区是世界上极端干旱的地区之一,依托高峻的哈尔里克山发育的现代冰川成为维系本区绿洲生存与发展的固体水库。对哈尔里克山地区冰川的监测与研究可获得本区冰川对全球气候变化的响应,也为哈密地区的水资源评估、生态建设与绿洲经济的可持续发展提供基础数据与理论支持。基于地形图、SRTM DEM和资源三号立体像对等数据,采用大地测量法对哈尔里克山地区自地形图成图以来44年间冰川物质平衡进行了研究。结果表明:1972-2016年间冰川平均表面高程下降了(9.15±0.98)m,冰川物质平衡为(-0.18±0.02)m·a-1 w.e.,冰量损失显著。其中,1972-1999年间,冰川物质平衡为(-0.04±0.01)m·a-1 w.e.,冰量损失较缓慢;1999-2016年间,冰川物质平衡增至(-0.36±0.05)m·a-1 w.e.,冰量损失加剧。此外,南北坡的冰川物质平衡空间差异性明显。1972-1999年间,北坡冰川物质平衡为(-0.05±0.01)m·a-1 w.e.,南坡冰川物质平衡为(-0.02±0.01)m·a-1 w.e.,北坡冰川物质损失略大于南坡;1999-2016年间,北坡冰川物质平衡为(-0.27±0.04)m·a-1 w.e.,南坡冰川物质平衡为(-0.45±0.05)m·a-1 w.e.,南坡冰川损失量远大于北坡。结合哈密与伊吾气象观测资料分析可知:冰川的物质平衡与气温变化呈现出很强的相关性,研究区的降水量自20世纪50年代以来呈增加趋势,但温度变化对冰川物质平衡的影响大于略微增加的降水的影响。1999年后,南坡冬夏季气温的增长幅度均超过北坡,这是南坡冰量损失加剧的主因。
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27. 北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山冰川物质平衡对比研究
何海迪, 李忠勤, 叶万花, 梁鹏斌, 牟建新, 张明军
冰川冻土    2018, 40 (2): 205-213.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0024
摘要27)      PDF(pc) (2021KB)(190)    收藏
基于冰川物质平衡和平衡线高度数据,对北极斯瓦尔巴、高亚洲和阿尔卑斯山的冰川物质平衡变化和平衡线高度空间分布特征进行了对比分析,得出以下结论:(1)阿尔卑斯山冰川年均负物质平衡值最大,为-907 mm;斯瓦尔巴为-431 mm;高亚洲最小,为-264 mm。(2)高亚洲和斯瓦尔巴冰川物质平衡年振幅较小,年际变化较小;阿尔卑斯山冰川物质平衡年振幅较大,年际变化较大。斯瓦尔巴冰川物质平衡趋向正平衡,阿尔卑斯山和高亚洲冰川物质平衡趋向负平衡。(3)斯瓦尔巴内陆的冰川平衡线高度高于沿海地区,高亚洲冰川平衡线高度呈纬向地带性、经向地带性和区域地带性的分布规律,阿尔卑斯山的冰川平衡线高度主要受冰川所处海拔的影响。
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28. 1990-2014年西藏季节冻土最大冻结深度的时空变化
高思如, 曾文钊, 吴青柏, 蒋观利, 张中琼
冰川冻土    2018, 40 (2): 223-230.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0026
摘要27)      PDF(pc) (6981KB)(220)    收藏
最大冻结深度是季节冻土变化的主要指标,也是季节冻土地区工程设计、建设、运营的重要参数。通过斯蒂芬(Stefan)方法计算了1990-2014年西藏地区季节冻土的最大冻结深度,分析了其时空变化特征,结果表明:近25 a西藏地区季节冻土最大冻结深度在空间分布具有垂直分带性、纬度地带性和区域性等规律,基本上呈自西北向东南方向递减的空间分布特征;时间上,在全球气候变暖的背景下,最大冻结深度基本呈逐年减薄的特征。西藏地区季节冻土最大冻结深度与年平均气温和年降水量呈现负相关,随着年平均气温和年降水量的上升,最大冻结深度呈减小的趋势,且最大冻结深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应显著。
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29. 新疆阿勒泰地区人工增水效果评估
李健丽, 余晔, 赵素平
冰川冻土    2018, 40 (2): 388-394.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0044
摘要27)      PDF(pc) (1182KB)(166)    收藏
利用1960-2015年新疆阿勒泰地区7个气象观测站的日降水量资料和中国气象数据共享网提供的2014-2015年中国地面时降水0.1°×0.1°格点数据集,初步评估了阿勒泰地区人工增水效果。结果表明,人工增雪使阿勒泰地区冬季平均降雪量增加了20.80 mm,冬季降雪量占全年降水量的比例也由15.50%提高到22.39%。同一时期年平均降水量增加了39.47 mm,有一半以上来自冬季增雪量。人工增雨使阿勒泰地区夏季平均降雨量增加了16.59 mm,增雨率为4%,夏季增雨不如冬季增雪效果明显。
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30. 青藏高原玛曲冬季牧场土壤有机碳空间分布格局研究
杨书荣, 张剑, 陈淑珍, 曹建军
冰川冻土    2018, 40 (3): 461-468.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0301
摘要26)      PDF(pc) (2303KB)(211)    收藏
选取60个样点,采用分层(0~15 cm,15~30 cm)采样方法,对青藏高原玛曲草地冬季牧场土壤有机碳的空间分布特征进行了系统地研究。结果显示:在水平分布上,玛曲北部(包括西北部)和东南部的有机碳较高(其含量分别为58.78 g·kg-1和45.78 g·kg-1),而东部(包括东北部)和中部的有机碳较低(其含量分别为39.65 g·kg-1和38.32 g·kg-1);在垂直分布上,土壤有机碳随土壤深度的增加而减小,0~15 cm层的有机碳含量约为其表层(0~30 cm)的53.39%~70.61%。这一结果表明,玛曲北部和东南部应成为未来生态功能区建设的重中之重,严禁过度放牧,尤其是对土壤表层破坏较为严重的各种放牧活动。此外,保存现有联户体,并鼓励更多单户组合成新的联户体也有利于该区土壤有机碳的保护。
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31. 黄河源区阿尼玛卿山典型冰川表面高程近期变化
蒋宗立, 刘时银, 郭万钦, 李晶, 龙四春, 王欣, 魏俊锋, 张震, 吴坤鹏
冰川冻土    2018, 40 (2): 231-237.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0027
摘要26)      PDF(pc) (5724KB)(201)    收藏
阿尼玛卿山位于青藏高原的东缘,是黄河源区冰川分布比较集中的区域。该区域的冰川物质平衡变化研究对于冰川水资源评估及冰川对气候变化响应研究具有重要借鉴意义。通过TerraSAR-X/TanDEM-X数据的干涉测量方法获得阿尼玛卿山区冰川的高分辨、高精度的数字高程模型(DEM),与SRTM DEM进行差分获得该区域冰川2000年至2013年间的表面高程变化。对比发现:近13 a来该区域典型大冰川表面高程整体均有所下降,唯格勒当雄冰川末端区域冰川表面高程平均下降(4.16±3.70)m,冰舌中部表面高程有所增加,冰川末端区域表碛覆盖范围有所增加;哈龙冰川表面高程从末端往上呈递减下降的趋势,平均下降(8.73±3.70)m;耶和龙冰川表面平均下降了(13.0±3.70)m,但从冰川末端往上1.6 km区段表面高程平均增加约25 m,冰舌中部表面高程下降明显,对比冰川编目数据、Landsat TM图像可知,该冰川在2000年至2009年间发生过跃动,冰川末端位置前进了约500 m。总体来说,即使存在个别冰川前进现象,该区域冰川在近13 a间仍处于退缩状态。
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32. 西昆仑山崇测冰川区多源遥感影像的冰川信息提取方法研究
韩惠, 杨晓辉, 赵井东
冰川冻土    2018, 40 (5): 951-959.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0103
摘要26)      PDF(pc) (3474KB)(37)    收藏
冰雪独有的性质与特性使得基于遥感影像对其进行信息提取成为可能,如何进行精准的冰雪信息提取是冰雪时空变化研究的关键和基本要求。利用多源遥感影像(TM、IRS-P5和SAR)对西昆仑山崇测冰川区的冰川进行信息提取,采用不同分类方法和数据融合方法,分别针对光学影像和微波影像进行处理,提取冰川信息并进行比较分析。结果表明:面向对象分类方法是最优的冰川信息提取方法;图像融合处理有助于提高冰川信息的提取精度,特别是多光谱和高分辨率图像融合后再分类,提取效果更为理想。
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33. 目录
冰川冻土    2018, 40 (2): 0-0.  
摘要25)      PDF(pc) (1669KB)(129)    收藏
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34. 青海高原2008-2016年云地闪特征分析
陶世银, 蔡忠周, 王敏, 胡亚男, 金欣, 罗少辉
冰川冻土    2018, 40 (2): 288-297.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0033
摘要25)      PDF(pc) (4432KB)(122)    收藏
利用2008-2016年青海省云地闪监测网资料,分析了云地闪特征。结果表明:2008-2016年青海高原云地闪次数呈现逐年增加的趋势;各年正云地闪比例在10.1%~19.8%之间,平均正云地闪比例为15.0%,且春季和秋季明显高于夏季;总云地闪平均电流强度为30.3 kA,正云地闪平均电流强度为50.1 kA,负云地闪平均电流强度为27.2 kA;负云地闪月平均峰值电流呈现双峰双谷的分布特征,正云地闪月平均峰值电流呈现单峰单谷的特征;正负云地闪电流强度频次分布均呈现正态分布的特征;云地闪电流强度幅值频次累积概率分布服从IEEE Std 1243-1997推荐的雷电流累积概率分布模型;云地闪平均陡度为7.3 kA·us-1,正云地闪平均陡度为7.8 kA·us-1,负云地闪平均陡度为7.2 kA·us-1;云地闪在夏季(6-8月)发生较为频繁,占总闪电的81.0%,其次是秋季(9-11月),占总闪电的13.5%,夏季和秋季云地闪电占全年闪电的94.5%;云地闪的日变化呈现单峰单谷的特征;总云地闪年均最大密度达10.4次·km-2·a-1,正云地闪年均最大密度达2.1次·km-2·a-1,负云地闪年均最大密度达10.3次·km-2·a-1,总云地闪和负云地闪的密度高值区在西宁、大通和湟中一带,正云地闪的密度高值区在玛沁和同德一带。
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35. 基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土的影响
吴小波, 南卓铜, 王维真, 赵林
冰川冻土    2018, 40 (2): 279-287.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0032
摘要25)      PDF(pc) (5204KB)(229)    收藏
针对青藏高原植被稀疏、土壤颗粒较粗糙的特征,基于Noah陆面过程模型(LSM),模拟了植被和土壤对整个高原多年冻土分布和关键属性特征(包括活动层厚度和年平均地温)的影响,并通过野外调查数据对模拟结果进行了评估。结果表明:在考虑稀疏植被和粗糙土壤后,改进的Noah LSM对青藏高原多年冻土分布和属性的模拟性能都有所改善;多年冻土面积由原始Noah模型模拟的1.216×106 km2减少到1.113×106 km2,模拟的空间差异主要出现在多年冻土与季节冻土的过渡区及高原南部的岛状多年冻土区;模拟的高原平均活动层厚度由原始Noah模型模拟的2.55 m增加到2.92 m,年平均地温也由-2.17℃增加到-1.65℃。总之,青藏高原稀疏植被和粗糙土壤对多年冻土有重要影响。
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36. 多年冻土区姜路岭隧道施工水热力数值研究
李双洋, 牛富俊, 孙志忠, 石梁宏
冰川冻土    2018, 40 (5): 966-973.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0409
摘要25)      PDF(pc) (2079KB)(26)    收藏
姜路岭隧道地处青藏高原多年冻土地区,其高海拔、高寒、缺氧环境下多年冻土及软弱大变形围岩的公路隧道设计施工技术属国内乃至亚洲首例,也是共(和)玉(树)高速公路重难点控制性工程。为研究姜路岭隧道施工过程中的水热力(变形)状态及其演变,采用冻土工程水热力耦合计算理论及数值仿真程序,模拟了该隧道三个关键施工步骤的水热力分布规律,以此提出了隧道修建过程中的重点监测位置及注意事项。研究成果可为姜路岭多年冻土隧道的设计施工提供理论指导和技术支持,进而为类似寒区隧道工程的设计和施工提供参考依据。
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37. 气候和人类活动对黄河源区径流量变化的贡献率研究
李万志, 刘玮, 张调风, 时兴合
冰川冻土    2018, 40 (5): 985-992.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0312
摘要25)      PDF(pc) (1938KB)(37)    收藏
根据1961-2015年黄河源区有关台站的观测数据,利用差积分法、累积距平法对黄河源区径流量和气候变化趋势进行了分析,并基于累计量斜率变化率分析方法评估气候和人类活动对黄河源区径流量减少的贡献率。结果表明:黄河源区年径流量、年降水量、年平均最大冻土深度呈减少趋势,源区蒸散量呈增大趋势;与基准时期1961-1989年相比,在不考虑气温影响的情况下,气候和人类活动对黄河源区径流量变化的贡献率在1990-2008年分别为33.12%和66.88%,在2009-2015年分别为73.61%和26.39%;两个时段相比,气候对径流量减少的贡献率上升,而人类活动的贡献率下降,这与气候变暖及2005年黄河源区启动的三江源自然保护区生态保护和建设工程有关。
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38. 中国冰冻圈科学学会(筹)2018年学术年会在佛山召开
冰川冻土    2018, 40 (5): 1065-1066.  
摘要25)      PDF(pc) (1570KB)(34)    收藏
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39. 目录
冰川冻土    2018, 40 (6): 0-0.  
摘要25)      PDF(pc) (704KB)(21)    收藏
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40. 基于SNTHERM雪热力模型的东北地区季节冻土温度模拟
梁爽, 杨国东, 李晓峰, 赵凯, 姜涛
冰川冻土    2018, 40 (2): 335-345.   DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2018.0401
摘要24)      PDF(pc) (3879KB)(145)    收藏
冬季土壤温度在土壤肥力、植被安全越冬、土壤微生物活动中扮演着重要角色。雪盖的反照与隔热作用对冬季土壤温度变化及冻融过程具有一定影响,深入探究积雪覆盖对土壤温度的影响机制有十分重要的意义。雪热力模型(Snow Thermal Model,SNTHERM)是用来模拟和预测积雪演化和冻土温度的一维质能平衡模型。基于该模型,结合积雪下冻土温度的观测试验,通过模型模拟结果与实测数据的统计特征参数分析,进行了积雪覆盖下冻融土壤温度变化过程模拟的有效性和精度评价。结果表明,在积雪覆盖条件下,SNTHERM模型能够有效地模拟雪盖下浅层(5 cm、10 cm、15 cm深度)冻土日平均温度的变化过程,模拟值与观测值具有很好的一致性。通过改进模型中土壤层水分迁移等因素,能够提高冻土温度的模拟精度,为研究积雪各参数演化过程与下垫面温度的相互作用奠定理论基础,有助于提高积雪参量空间遥感的反演精度。
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