粉尘微粒作为大气气溶胶的关键组分，对气候变化和大气环境具有重要影响。本文基于青藏高原东南部梅里雪山明永冰川区雪冰、冰川融水，以及大气降水和融水补给的明永河河水中粉尘微粒的连续观测（2022年11月—2024年1月），系统分析了不同水体中粉尘微粒的沉积特征。结果表明：（1）冰川融水径流中微粒数量浓度具有明显的季节差异，季风期显著高于非季风期。（2）在冰川强烈消融期（5—10月），明永河水的微粒数量浓度呈现出明显的昼夜差异，夜间微粒浓度高于白天。这一现象主要归因于夜间冰川消融速率下降，致使融水径流速度减缓，进而延长了河水中悬浮颗粒物的滞留时间。通过对融水径流昼夜连续观测发现，微粒浓度峰值出现在北京时间20∶00前后，这也证明了融水径流的微粒含量日变化与冰川强烈消融过程之间存在响应关系。（3）水体中细小粒径的微粒（0.57~2 μm）主导着微粒的数量浓度。不同水体中微粒的体积-粒径分布均呈单峰型，微粒中值粒径较小，反映了该冰川区粉尘微粒主要源于高空远距离传输及其沉降。本研究揭示了梅里雪山冰川区雪冰和水体中粉尘微粒的沉积特征，对分析气候变暖背景下冰冻圈快速消融机制及其对区域气候变化的响应具有重要的指示作用。

化学风化可消耗CO₂，在地质时间尺度上调控碳循环和全球气候变化。随着全球气候变暖、冰川融化加剧，冰川流域的化学风化速率可能发生改变，其对碳循环的影响尚不明确。本文选择位于青藏高原东南缘的梅里雪山明永冰川流域作为研究区，开展为期两年（2018年10月至2020年10月）的河水水文指标监测和逐日采样，采集731个河水样品，探讨明永冰川流域河水的水化学特征，量化流域内岩石化学风化速率和碳汇/碳源速率。结果表明，明永冰川流域河水的水化学类型为HCO₃-Ca型，硫酸参与碳酸盐风化对河水成分的影响最大（62.1%），碳酸参与碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和大气输入的贡献率分别为32.4%、4.5%和1.0%。硅酸盐岩风化消耗大气CO₂通量的平均值为0.31×10³ mol·km^-2·a^-1，硫酸参与碳酸盐岩风化向大气释放CO₂通量的平均值为4.00×10³ mol·km^-2·a^-1。可见，研究区化学风化释放CO₂速率显著快于其消耗速率，两者相差最高可达13倍，其差值呈现季风期高、非季风期低的季节变化特征。温冰川流域化学风化可能对全球碳循环和气候变化具有显著影响，其重要性应受到广泛关注。

表碛厚度是冰川消融模拟及冰川径流精确量化的关键因素，可为表碛覆盖型冰川动力学、物质平衡、水文模型及下游地区的防灾减灾和水资源管理研究提供数据支持。基于Landsat 8遥感影像，利用能量平衡方程法反演喜马拉雅山南坡朗塘流域冰川表碛厚度，分析了典型冰川表碛厚度空间分布特征，并探讨了表碛厚度空间分布异质性成因。研究结果表明：（1）朗塘流域冰川表碛平均厚度为（0.25±0.02） m，其中Lirung为（0.55±0.02） m、Shalbachum为（0.48±0.02） m、Langshisha为（0.31±0.02） m、Langtang为（0.25±0.02） m；（2）沿纵剖面，各冰川表碛厚度从消融区上部到下部呈现增厚趋势，其中，Lirung、Shalbachum和Langtang冰川表碛堆积速率沿纵剖面从上到下先减小、后增大，而Langshisha冰川则逐渐减小；沿横剖面，Lirung、Shalbachum、Langtang冰川运动方向右侧表碛厚度大于左侧，而Langshisha两侧表碛厚、中间薄；（3）冰川纵剖面表碛堆积速率的差异主要由消融区下部冰川表面流速差异所引起；（4）冰川近末端横剖面表碛厚度的不均匀分布，主要归因于冰川表面流速、消融速率和地形特征差异。

在极地冰盖或山地冰川钻取冰芯并开展科学分析，对获取古气候信息、揭示冰川运动规律以及推测全球环境变化等均具有重要意义。在科学研究中，冰芯往往因样品量不足而难以满足研究需求。因此，需要钻取大直径冰芯或更多的重复冰芯。大直径冰芯的钻进深度有限，难以广泛应用。冰层定向取芯钻进技术能够以最小成本在主孔内钻进分支孔并获取重复冰芯。目前，主要存在三种冰层定向取芯钻进技术，分别是造斜器定向取芯钻进技术、钻具自然纠偏定向取芯钻进技术以及动力推靠式定向取芯钻进技术。本文对这三种技术的工作原理、钻进工艺以及应用情况进行了系统总结，并通过对比分析阐明了各自的优缺点。总的来看，冰层定向取芯钻进技术的发展主要由俄罗斯和美国主导。此外，相比于地质及石油钻探领域的定向取芯钻进技术，冰层定向取芯钻进技术还不成熟。在未来，应优先发展“可回收式造斜器+电动机械钻具”定向取芯钻进技术，同时完善与热融取芯钻具相匹配的可回收式造斜器及配套工艺，并研发小直径动力推靠式定向取芯钻具，从而提高冰层定向取芯钻进技术的发展水平。

冰川、寒漠、高寒草甸、高寒草原等典型高寒景观要素构成西北内陆河高寒山区特殊的景观系统，其时空变化及分布特征直接影响内陆河上游流域的产汇流过程和水量平衡关系。为厘清内陆河高寒山区的景观分布特征，选取中国三大内陆河之一的疏勒河的上游为研究区域，细分高寒景观类型，并应用景观动态度、转移矩阵、景观格局指数及PLUS模型等，分析了研究区高寒景观类型时空变化特征及其影响因素。结果表明：高寒草原和寒漠是疏勒河上游主体景观类型（面积占比>85%），在变化趋势上，高寒草原、裸地面积在1990—2020年代呈较显著增加趋势，而寒漠、冰川、灌丛面积呈较显著减少趋势，高寒草甸、沼泽草甸面积变化不明显（相对变化率分别为0.09%和-0.03%），预计到2030年代，草地面积持续增加，寒漠和冰川面积持续减少；高寒草原增加面积主要由寒漠转化而来，研究区植被有向好的趋势；景观格局趋于破碎化，景观整体的异质性和不均匀程度均有所增加；气温和降水是研究区高寒景观变化的主导影响因子。本研究有助于提升对气候暖湿化背景下高寒景观格局研究及其动态变化的认识水平，相关结果可为内陆河高寒山区流域生态及水文研究提供参考。

青藏高原湖泊在区域及全球气候系统的水热循环中扮演着重要角色。长期水热监测数据稀少导致青藏高原湖泊热储量的研究尚有大量空白。本研究以青海湖为对象，采用随机森林算法插补了2000—2023年MODIS湖泊表面温度时间序列中的空缺值，结合ERA5数据中的气象与水文参数，驱动FLake模型以12 h的时间步长模拟了青海湖的垂向水温，进而求算了2000—2023年青海湖的热储量并分析其影响因素。研究结果表明：（1）随机森林算法可有效填补MODIS湖泊表面温度时间序列中的空缺值。（2）青海湖表面温度季节性分异明显，夏季高冬季低；同时，青海湖垂向水温也呈现强烈季节性分异，即6—10月青海湖垂向水温分层显著，5月与11—12月垂向水温较均匀。（3）青海湖热储量随湖泊表面温度和气温的季节性变化而变化。（4）2000—2023年青海湖整体表现为热汇，且上升不显著，气温升高、风速下降和冰封时间缩短是影响青海湖热储量年际变化的主要原因。本研究为分析气候变化背景下青藏高原湖泊水热循环与能量平衡演变提供了数据支持和方法参考。

受青藏高原暖湿化的影响，多年冻土呈现快速退化状态，并由此诱发大量的冻土滑坡灾害。为深入探讨多年冻土区滑坡失稳机制，本研究基于多年冻土滑坡区活动层（融土）粉土、黏土及相应土-冰界面直剪试验结果，通过离散元分析软件MatDEM对应修正了直剪试验模型，并将数值模拟结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明：修正后的直剪模型可有效地对粉土和黏土进行数值模拟计算；模拟与试验结果的剪切特性曲线及抗剪强度拟合曲线变化趋势基本保持一致，且黏土抗剪强度明显低于粉土，表明土体抗剪强度随土颗粒粒度的减小而降低；在土-冰界面处，黏土-冰的抗剪强度最低，土体稳定性最弱。模拟结果中位移场图、单元连接状态图均表明在剪切过程中形成了明显的剪切带，且融土界面处及非界面处颗粒的平均配位数变化规律显示剪切带内的颗粒在试样变形中起到主要作用。此外，热量变化曲线表明，剪切过程中的热量主要来源于剪切带中上下剪切盒产生的摩擦热。本研究可为高原冻土滑坡区土体抗剪强度数值模拟研究提供有效参考模型。

全球气候变暖导致多年冻土层温度升高，进而显著改变桩周土体的物理和力学性质，这对铁路桥梁桩基础的竖向承载特性产生了深远影响。为量化分析多年冻土层对既有铁路桥梁桩基础竖向承载特性的影响，以青藏铁路桥梁广泛使用的高承台桩基础为研究对象，通过室内缩尺模型试验对比研究了竖向荷载作用下非冻土（对比组）与多年冻土（多年冻土层厚度为140 cm）条件下桩基础承载性能及桩周土体的破坏特征。试验结果表明：在非冻土条件下，桩周土体表面出现近似矩形的闭合裂缝，且从矩形四角向外延伸，0.5倍桩径以内的土体出现明显沉陷，土体表面仅有一条主裂缝；当有多年冻土层存在时，桩周土体虽然出现未闭合近似矩形裂缝，但表层土未发生明显沉降。此外，多年冻土层的存在显著提高了桩基础竖向极限承载力，多年冻土条件下桩基础的极限承载力约为非冻土条件下的4.5倍。分析发现，桩基础承载力的提升主要源于多年冻土层中桩侧摩阻力的显著增加，多年冻土层存在时最大桩侧摩阻力约为非冻土条件下的7.1倍。相对而言，多年冻土层对桩基础端承力的影响并不明显，多年冻土条件下桩基础最大端承力相较于非冻土条件提高了8.8%。因此，多年冻土区既有铁路桥梁桩基础承载性能评估时应当充分考虑多年冻土层的影响。本文研究结果可为多年冻土区铁路桥梁桩基础的设计及运营维护提供科学参考和理论支撑。

相变微胶囊（MPCM）具有出色的温度调节能力，将其集成到注浆材料中加固围岩地层，可有效缓解隧道冻害。为了获得具有优异工作性能和力学性能的相变微胶囊水泥注浆材料，采用正交试验研究了水胶比、MPCM掺量、硅灰掺量和速凝剂掺量对复合水泥基注浆材料的影响，并基于多元线性回归模型进行配合比优化。结果表明：（1）水胶比由0.6增至0.9，浆体流动度提高87.25%；硅灰掺量为15%时可使析水率降低91.07%；1.5%速凝剂掺量可使初凝和终凝时间分别缩短22.35%和27.55%；掺入MPCM后会对浆体可注性产生不利影响。（2）随着水胶比和MPCM掺量增加，复合材料抗压和抗折强度最高分别下降34.10%和41.67%，而硅灰掺量为10%时力学强度达到最高；经过100次冻融循环后，与未掺MPCM的复合材料相比，10% MPCM掺量可使其抗压强度比值提高86.02%，抗冻性能最佳。（3）MPCM颗粒可与周围胶凝材料紧密黏结形成致密结构，但较大掺量的MPCM易聚集而使孔隙率增加；MPCM的热调节能力可使水化凝胶在冻融循环下保持结构完整性。（4）0.7水胶比、10%掺量硅灰和1.5%掺量速凝剂的注浆材料综合性能最佳，且MPCM掺量在0%~15%内均能满足规范要求。本研究可为寒区隧道冻害防治提供科学依据与参考。

冻土路基的稳定性与周围的水热状况密切相关。在青藏高原气候暖湿化影响下，高速公路冻土路基的大尺度特征及分离式设计，使其面临着显著的地表积水问题。本文基于共玉（共和—玉树）高速公路多期现场调查、无人机航测建模及探地雷达探测等多种手段，结合典型积水路段的地温与水分监测，分析了鄂拉山—清水河段340 km路基病害的空间分布特征及其与积水的关系，揭示了路侧积水对冻土路基病害发育的影响机理。结果表明：共玉高速公路冻土路基病害主要表现为不均匀沉降、过渡段沉降和裂缝，占比分别为77.3%、13.5%和8.6%；研究段病害率为8.4%，其中227 km多年冻土路段病害率达到18.05%；约31%的多年冻土路段存在路侧积水，66.1%的冻土路基病害与积水相关，随着积水面积扩大、积水深度增加以及积水与坡脚间距减小，路基病害也愈发严重；积水路段路基坡脚含水量和地温显著高于非积水路段，且路基下部多年冻土上限也明显低于非积水路段。路侧积水作为长期热源，持续向路基下部多年冻土进行热量传递，包括暖季时的积水热量储存和热量传输，以及冷季冻结初期至中期积水表面结冰后底部继续作为热源的持续传热。这一过程导致路基下部多年冻土层局部融化，进而诱发各类路基病害发育。研究结果可为青藏高原积水发育区高速公路冻土路基的病害维护及防排水提供科学依据。

冻土-结构物界面力学行为是工程设计的重要依据，界面的力学性能受应力状态的影响。为了探究三维应力对界面力学特性的影响，开展-5 ℃下不同围压、粗糙度和含水率的冻土-钢三轴剪切试验，分析冻土-钢界面力学特性和抗剪强度参数指标；设计不同因素的正交试验，对各因素进行显著性分析。结果表明：含水率和粗糙度对界面抗剪强度的影响均呈先增后减的趋势，围压与界面抗剪强度呈正相关；含水率低于最优含水率时，应力-应变曲线为强应变软化型，高于最优含水率时，应力-应变曲线为弱应变软化型；冻土-钢界面抗剪强度影响因素由强到弱依次为含水率、温度、粗糙度和围压。基于损伤力学模型，给出了考虑围压、粗糙度和含水率影响的冻土-钢界面损伤力学模型，该模型可以较好描述峰值强度前的剪应力-位移关系。研究结果可为明晰冻土与结构物界面的极限承载力提供参考。

玻化微珠保温混凝土具有优良的保温和抗冻性能。为探索其作为自保温材料在经历冻融损伤后的长期力学性能劣化特征，本文开展了0~60次冻融循环后玻化微珠保温混凝土的表观现象观测，单轴压缩、劈裂抗拉、分级压缩蠕变试验，以及SEM扫描电镜分析。结果表明：随冻融循环次数的增加，混凝土表面剥蚀和坑蚀现象加重、表面孔隙率增加、孔隙逐渐变大。经历0、20、40、60次冻融循环后，玻化微珠保温混凝土表面总孔隙率分别为8.32%、12.83%、14.28%、15.21%；普通混凝土表面总孔隙率分别为9.05%、11.62%、13.39%、20.78%。经历60次冻融循环破坏后，普通混凝土的抗压和抗拉强度损失率分别为22.87%和23.53%，玻化微珠保温混凝土的抗压和抗拉强度损失率分别为20.69%和21.67%。以上试验数据表明，玻化微珠的引入有助于提升混凝土的抗冻融损伤能力。进一步对玻化微珠保温混凝土进行蠕变试验，结果表明：随着冻融循环次数的增加和应力水平的提高，蠕变应变与速率均持续增加，蠕变性能不断降低，最终达到临界应力时失效。经历60次冻融循环后，玻化微珠保温混凝土的蠕变强度降低了20.19%，蠕变总时长减少了0.33 h。采用Burgers模型拟合试验数据，效果良好。对比冻融后两类混凝土的微观形貌特征，结果表明：普通混凝土内部损伤加剧，孔隙率增大，微裂纹逐渐连通，水泥基体结构逐渐松散，最终导致承载力丧失；玻化微珠保温混凝土具有密闭的蜂窝状结构，在冻融破坏初期可缓解因水分结冰产生的冻胀应力，起到内养护效果，宏观上保持性能稳定，随冻融循环次数增加，玻化微珠封闭结构失效，水泥石与玻化微珠界面黏结强度下降，力学强度急剧下降。本研究可为玻化微珠保温混凝土在寒区工程领域实际应用提供有益参考。

在冻融循环过程中，环境温度的变化对路基土体的物理力学特性及路基的水热过程影响显著，反复的冻胀与融沉作用严重削弱了路基的承载能力、变形协调性及长期服役性能。基于此，本研究建立了粉质黏土路基（对比路基）和地聚物-剑麻纤维协同固化土路基（措施路基）断面，探究了冻融循环作用下两种路基温度、水分、热通量以及变形变化过程，评估了地聚物-剑麻纤维协同固化土路基的冻胀防治效果。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，路基低温区域从顶部逐渐向下部扩展，高温区域逐渐缩减。路基表面热交换迅速，受环境温度变化的影响也更明显。粉质黏土路基的残余体积未冻水含量高于地聚物-剑麻纤维协同固化土路基。此外，地聚物-剑麻纤维固化土路基的净变形变化小于粉质黏土路基，随着冻融循环次数的增加位移的变化逐渐趋于稳定。研究结果可为提升寒区路基的抗冻害能力、长期稳定性和服役性能提供科学依据。

为研究机器学习（machine learning，ML）方法在冻土力学参数预测中的性能及其应用，本文采用4种ML算法（DT、MLP、SVM以及GP），基于116组冻结黏土定向剪切试验数据，以中主应力系数b、主应力轴方向角\alpha、平均主应力p和温度T为输入，以冻结黏土的力学参数（应力-应变曲线（stress-strain curve，SSC）模式和破坏强度q_d）为输出，建立预测模型。通过交叉验证以及与补充试验数据的对比，评估了ML模型的预测性能，并基于最优ML模型分析在多输入参数空间下冻结黏土力学参数的分布，最后结合模型的可解释性（SHAP方法）进行参数敏感性分析。结果表明：基于ML方法可准确预测出冻结黏土的SSC模式和q_d，其中MLP模型的预测表现最优；ML预测模型可以在多参数空间下模拟出冻结黏土SSC模式和q_d与各输入参数之间的复杂非线性关系；通过SHAP方法有效量化了四种输入参数对于冻结黏土力学参数的影响程度——对于SSC模式的影响程度从大到小为\alpha、p、T和b，对于q_d的影响程度从大到小为T、b、\alpha和p。本研究可为冻土力学理论研究与寒区工程设计提供新的思路。

冰-岩碎屑堆积体在冻融循环作用下的水热变化是高寒地区地质灾害预警与防治重点关注的问题。针对这一问题，在冰箱内开展不同冻融循环作用次数、不同体积含冰量（12%、16%、20%）的冰-岩碎屑堆积体模型试验，对其水热变化相互作用进行研究。研究结果表明：（1）堆积体不同位置对环境温度的响应快慢程度依次为坡脚>坡面>坡顶；（2）体积含冰量越高，堆积体对温度变化的响应越迟缓，相比12%体积含冰量，20%体积含冰量堆积体达到温度峰值的时间延迟约20 min，且冰屑的存在延长了堆积体对温度响应时间；（3）含冰量的增加降低了堆积体的升温速率和最高温度，并减小了融化深度，降温速率一致，最低温度不变但冻结深度增大，并出现深层“零点幕”现象（16.5~30 cm），位置与持续时间随冻融循环次数增加而变深、缩短；（4）冻融循环次数增加使堆积体温度对环境温度的敏感度升高，融化和冻结深度增大；（5）坡面和坡顶为主要热量输入与输出路径，其交汇区域受两侧边界温度影响，在双向冻结与融化过程中呈现复杂的热量传递机制。

电动修复是一种适用于低渗透性土壤的原位修复技术，其过程中污染物的迁移与水分迁移密切相关。尽管已有研究探讨了电场作用下融土的水分迁移规律，但受重金属污染冻土的水分迁移规律尚不明确。本文研究了铅（Pb）污染冻土在电场作用下的水分迁移规律，讨论了温度、铅离子（Pb²⁺）浓度和电势梯度对水分迁移量和电流的影响。研究结果表明，在电场作用下，随温度、Pb²⁺浓度和电势梯度的降低，电流的变化规律逐渐从有峰值的形式过渡到无峰值的形式，且峰值的出现时间逐渐延长。同时，水分向阴极迁移，水分迁移量随Pb²⁺浓度的增加而下降，随电势梯度的增加而增加，温度对水分迁移量的影响则与Pb²⁺的迁移方式密切相关。尽管较高的电势梯度会促进水分迁移，但在温度和Pb²⁺浓度较低的条件下，高电势梯度可能导致阴极处过早形成难溶性沉淀，这些沉淀物会阻碍水分的进一步迁移，从而降低电动修复的整体效率。因此，在实际应用中，需要综合考虑电势梯度和温度的影响，以优化水分迁移并减少沉淀物的形成。

南水北调中线工程在冰期输水能力受限，已成为影响工程安全运行与其社会效益发挥的重大挑战。为提升冬季输水能力，亟需深入探究中线干渠冰情的演变规律及其驱动因素。研究基于南水北调中线工程上的北拒马河、漕河及滹沱河等典型断面2014—2022年冬季实测冰情、水温、水力及气象等资料，分析了冰情时空分布特征和不同影响因子对各类冰情分布的统计规律。通过灰色关联分析（GRA）和极端梯度提升（XGBoost）两种方法，分别识别并量化影响冰情的关键因子。结果表明，冰凌影响区主要集中在七里河倒虹吸至北拒马河暗渠渠段，冰层、冰塞风险区在滹沱河至北拒马河渠段，工程运行以来冰期历时和封冻历时均呈现缩短趋势；水温、气温及流量等相关指标对于不同类别的冰情分布范围存在明显差异和单峰分布特征；水温、日均气温、最低气温、滑动三日气温和、滑动三日负积温以及流量等因子与冰情的灰色关联系数均大于0.9，对应的特征重要性超过400，对冰情具有显著影响，而其他因子的影响相对较弱。研究成果将为构建南水北调中线干渠水温与冰情的智能预测模型提供可靠依据，对改善工程冬季运行管理具有重要参考价值。

中低纬度高寒山区蕴藏着丰富的淡水资源，对于向中下游地区供水具有至关重要的保障作用。季节冻土区松散沉积物是连通山区和河流的重要通道，其地下水与地表水交互过程显著影响该区域水资源的可利用性和生态系统的稳定性。为揭示高寒流域季节冻土区地下水与地表水交互机制，本文以祁连山葫芦沟流域季节冻土区为研究对象，结合该区域的水文地质条件、地下水位监测数据，利用GMS软件构建三维地下水流数值模型，对季节性融冻作用影响下地下水与地表水转化关系进行模拟和分析。结果表明：在冷季（1—3月、10—12月），季节冻土层的冻结状态阻碍了支流河段的水源补给，但由于季节冻土层分布的不连续，支流河段河床仍存在部分融区，使得地下水仍对东、西支河段河道径流有一定的贡献，且地下水向东、西支河段河道径流的总转化量分别为277 188 m³和105 190 m³，其转化量与冲洪积孔隙含水层的补给区和排泄区之间的水力梯度呈正相关关系；在暖季（4—9月），支流河段获取到更多降雨和冰雪融水的水源补给，与地下水的交互关系已经转变为地表水向地下水转化，东、西支河段河水渗漏补给地下水的总转化量分别为625 343 m³和1 030 669 m³。无论是在冷季还是在暖季，地下水均是葫芦沟流域出口河道径流的主要贡献者，其贡献量和贡献比例随着季节变化，与冷季（90.12%）相比，暖季地下水的贡献量更大，但其贡献比例更低（65.76％）。本文研究成果可为高寒山区的径流形成机制及其对气候变化响应规律研究提供理论基础，对于寒区流域水资源科学管理与合理开发利用、社会经济可持续发展具有一定的现实意义。

暴雨是诱发昆仑山北坡山洪灾害的直接原因，由于观测资料匮乏，该区域的暴雨研究相对薄弱。本文利用2016—2023年夏季自动站小时降水资料，对比分析了昆仑山北坡西段和中段暴雨的精细特征及海拔差异性。结果表明：（1）暴雨日数和暴雨站次在昆仑山北坡西段随海拔升高先增加再减少，在中段则随海拔升高而增加；西段的暴雨平均雨量少于中段，西段（中段）海拔>1 500~2 000 m（≤1 500 m）的区域暴雨雨量最大。（2）西段（中段）夏季短时强降水暴雨日数和站次的占比总体高（低）于南疆平均值。随海拔升高，西段短时强降水暴雨的占比由56.0%降至11.1%，中段则始终低于50.0%。（3）西段不同海拔的暴雨均以夜雨为主（占比55.0%~73.6%）；中段在平原区和低山区以夜雨为主（占比54.3%~59.1%），中山区和高山区以昼雨为主（占比51.3%~56.8%）。西段和中段暴雨的平均降水时数分别为12.0 h和15.5 h，二者暴雨的平均降水时数均随海拔升高而增加。（4）西段和中段暴雨降水量的日变化特征均呈“三峰”型，但峰值出现时间和强度不同；随海拔升高，中段暴雨降水量的夜间和早晨峰值减弱，下午峰值加强；西段暴雨降水量的峰值时间随海拔的变化不大，主要集中在夜间。西段暴雨降水量的夜间峰值由降水频次多、降水强度大共同导致；中段平原区和低山区暴雨降水量的夜间峰值主要由降水强度大导致，早晨峰值由降水频次多所致；高山区暴雨降水量的下午峰值由降水频次多和降水强度大共同导致。

甘肃祁连山国家级自然保护区和甘南黄河重要水源补给生态功能区是甘肃省两大重点生态功能区，建立科学有效的生态补偿机制对于保障区域生态安全以及促进区域可持续发展意义重大。因此，本文选取2010—2023年甘肃祁连山国家级自然保护区和甘南黄河重要水源补给生态功能区的4个市州数据，采用熵权TOPSIS法、障碍因子诊断模型、耦合协调度模型分析其生态补偿绩效、主要障碍因子以及经济绩效、社会绩效、生态绩效的耦合协调程度。结果表明：（1）甘肃祁连山国家级自然保护区的生态补偿综合绩效由0.234上升至0.701，由较差水平提升至良好水平；甘南黄河重要水源补给生态功能区的生态补偿综合绩效由0.349波动上升至0.606，由合格水平波动至良好水平。（2）在4个市州中，甘肃祁连山国家级自然保护区所辖3个市的生态补偿绩效存在区域异质性，其中金昌市最高，张掖市居中，武威市最低。（3）甘肃祁连山国家自然保护区生态补偿绩效的主要障碍因子包括经济绩效中的生态物质产品产值、社会绩效中的失业保险参保人数、生态绩效中的城市污水日处理能力等；甘南黄河重要水源补给生态功能区生态补偿绩效的主要障碍因子包括社会绩效中的建成区绿化覆盖率、生态绩效中的用水总量等。（4）甘肃祁连山国家级自然保护区生态补偿绩效的耦合协调度由0.466上升至0.844，由濒临失调上升至良好协调；甘南黄河重要水源补给生态功能区生态补偿绩效的耦合协调度由0.530波动上升至0.785，由勉强协调波动至中级协调。因此，建议从完善法律法规、统一补偿标准、明确补偿主体与对象、拓宽资金来源渠道、加强绩效评估等方面完善生态补偿机制，从而为筑牢我国西部生态安全屏障，促进黄河上游重要水源补给区生态保护与经济发展的良性互动提供相关依据。

本研究旨在推进冻土观测自动化进程，提升监测精度，弥补传统人工观测方法操作繁琐、主观误差大且无法实现连续观测等不足。通过对比五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的观测数据，全面评估其数据质量，为气象业务化运行提供科学依据。利用2022—2024年全国24个省区1 172个气象观测站安装的DTD1、DTD2、DTD3、DTD4、DTD5五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的平行观测数据，从数据完整性（完整率≥98%）、准确性（标准偏差≤2 cm）、一致率（≥80%）、误判均值（≤6 cm）和冻融趋势（最大冻土深度数据相关性≥0.8）五个方面进行检验评估。截至2024年冬季，第一阶段运行设备349套，第二阶段运行设备364套，单轨业务化运行设备459套。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪在数据完整率、准确性、一致率、误判均值和冻融趋势等指标上表现优异，其单轨业务化运行通过率分别为88.73%和88.24%，远高于其他型号设备。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪数据质量高，能够满足气象业务化需求，建议在今后的业务运行中优先推广使用。

针对极地遥感方向研究生教学中出现的学科交叉不足、实践环节薄弱、专业思政欠缺等问题，本研究提出“理论—技术—前沿”三阶递进课程群，构建科考实战驱动的实践体系，探索专业培养与思政教育深度融合的路径。通过整合地球系统科学、遥感技术与前沿课题，将极地科考数据转化为教学资源；依托分层野外实践与北极科考实战，强化技术研发与科学问题协同；结合国家需求设计思政教育框架，提升学生全局观视野。实践表明，该方法可有效促进跨学科知识整合与融合型极地人才培养。