冰川冻土

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王春学, 李栋梁

冰川冻土. 2012, (2): 247-256. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0031

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通过REOF和非参数Mann-Kendall趋势检验法, 以1958/1959-2007/2008年度中国557个气象台站的积雪观测资料为基础, 对中国积雪日数与最大积雪深度的时空演变规律进行分析. 结果表明: 东北、新疆北部和青藏高原中东部为中国积雪日数和最大积雪深度的3个大值区; 近50 a来, 春、秋季中国积雪日数和最大积雪深度在整体上呈现缓慢减少的趋势, 冬季积雪日数和最大积雪深度呈现增加的趋势. 气温是影响积雪产生和维持的重要因素.

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基于冰芯记录与遥感数据的近期青藏高原粉尘变化研究

宫晓倩, 邬光剑, 张成龙, 张学磊, 徐田利

冰川冻土. 2012, (2): 257-266. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0032

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冰芯中的微粒记录是恢复过去大气粉尘变化的独特信息, 选取青藏高原的西部(慕士塔格)、中部(唐古拉)、南部(珠穆朗玛峰、达索普和宁金岗桑)为研究地点, 结合遥感数据(气溶胶指数)和冰芯记录(粉尘质量浓度与沉积通量)探讨过去几十年来青藏高原大气粉尘在时间上和空间上的变化.结果表明:青藏高原上气溶胶指数从北向南、从西向东减少, 靠近塔克拉玛干沙漠的地区气溶胶指数数值最大, 藏南地区最低, 与西风环流在高原的传输路径和源区的地理分布一致.冰芯中粉尘质量浓度表现为:高原中部>高原西部>高原南部, 而沉积通量表现为高原西部>高原中部>高原南部, 与气溶胶指数相一致.通过冰芯中的粉尘沉积通量记录与气溶胶指数的相关分析, 发现在年尺度上仅有唐古拉地区表现出较好的相关性, 而在其他地区无明显相关关系.经过3点滑动平均后, 高原各地的这种相关性均有所提高:慕士塔格地区相关系数为0.49(P=0.13); 唐古拉地区的相关系数为0.87(P<0.001); 宁金岗桑地区的相关系数为0.68(P=0.03).这种相关性为通过冰芯记录来反演更长时间尺度的青藏高原上气溶胶指数提供了基础.

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1973-2010年青藏高原西部昂拉仁错流域气候、冰川变化与湖泊响应

张淑萍, 张虎才, 陈光杰, 常凤琴, 蔡燕凤, 郑茜

冰川冻土. 2012, (2): 267-276. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0033

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采用距离昂拉仁错最近的狮泉河、改则和普兰地区1973-2010年的气象数据和覆盖昂拉仁错流域1973、1976、1990、2000、2001、2002和2009年共7 a的Landsat卫星遥感影像提取湖泊变化信息, 并选取1976、1990/1992, 2001和2009年覆盖全流域的遥感影像分析流域内的冰川变化过程.分析过去近40 a内昂拉仁错流域内气候、湖泊和冰川的变化, 并探讨了不同时期引起昂拉仁错发生变化的原因.结果表明: 昂拉仁错在过去近40 a内出现先萎缩后扩张的变化趋势, 2000年为转折年, 整体的变化趋势为萎缩; 流域内冰川在研究时段内一直处于萎缩状态, 并持续补给昂拉仁错.分析比较流域附近3个站在气温、降水量和最大潜在蒸发量的变化趋势之后, 选用与昂拉仁错流域气候变化最为相近的改则站的气象参数为参照分析引起昂拉仁错湖泊面积发生变化的原因.结果显示, 昂拉仁错湖面变化的每个时期内, 在气温持续升高、冰川持续消融补给昂拉仁错水量输入的背景环境下, 蒸发量和降水量差值的变化主要调控了湖泊面积的变化; 区域冰川量的减少与温度持续升高相匹配; 当持续增加的冰雪融水与降水量对湖泊水量输入小于流域蒸发量时, 湖泊面积萎缩; 当冰川冻土随着温度进一步升高而加速融化、流域的降水量逐步上升; 当二者的水量输入总和超过流域内蒸发量时, 湖泊面积开始扩张.

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基于遥感技术的近40 a来敦德冰川变化和气候变化的关系研究

田洪阵, 杨太保, 刘沁萍

冰川冻土. 2012, (2): 277-283. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0034

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从1970、1990、2000年和2010年4个时段的MSS、TM、ETM影像中提取了敦德冰川的边界, 并结合距敦德冰川较近的托勒、大柴旦和德令哈3个气象站点的1957-2010年年降水量数据、年平均气温和夏季平均气温(6-8月)数据进行分析, 对近40 a来敦德冰川变化和气候变化的关系进行了研究. 结果表明: 近40 a来的敦德冰川处在持续退缩状态; 最近几十年敦德冰川退缩有相对加速之势; 冰川在退缩过程中不断分解, 部分分解后的小面积冰川融化消失. 近半个世纪以来该区的气候增温趋势较明显, 降水虽有少量增加, 但是趋势却不明显. 冰川变化与气候变化的关系表现为温度的升高是敦德冰川退缩的主要原因.

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欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温的影响

张茜, 李栋梁

冰川冻土. 2012, (2): 284-295. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0035

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根据我国东北及邻近地区123个气象站的逐日气温和积雪深度资料, 欧亚大陆积雪面积以及NCEP/NCAR全球再分析月平均500 hPa高度场资料, 通过相关、合成分析等方法, 研究了东北夏季气温异常对欧亚和我国东北冬春季积雪的响应, 并从大气环流的角度出发分析了欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温异常形成的影响机制. 结果表明: 东北地区夏季气温与欧亚大陆春季积雪面积以及东北冬季累积雪深的异常存在明显的关系.欧亚春季积雪面积的扩大与维持有利于8月我国东北上空500 hPa位势高度的偏低, 环流上表现出西欧与我国东北地区槽加深, 泰梅尔阻塞高压加强的特征. 由于欧亚中高纬上空的环流经向度加大, 槽后脊前的西北气流加强, 诱导冷空气南下, 从而造成东北全区8月气温一致偏低; 东北冬季累积雪深减少则有利于6月东北全区、7月东北西南部上空的位势高度偏低(负距平), 造成相关区域气温偏低.研究结果对于提高东北夏季气温的短期气候预测水平具有重要意义.

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基于MODIS LST产品估算青藏高原地区的日平均地表温度

欧阳斌, 车涛, 戴礼云, 王增艳

冰川冻土. 2012, (2): 296-303. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0036

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地表温度是衡量地-气界面热状况的重要指标, 在冻土制图、城市热岛效应等研究领域有重要应用. MODIS数据只提供了每日4次过境的瞬时温度值, 而实际应用中往往需要日平均地表温度.对实测0 cm温度数据进行分析后, 发现其日变化曲线呈分段函数特性, 白天按正弦曲线变化, 夜间则呈线性下降.据此提出对白天和晚上的数据进行分段拟合的方案, 并与已有的两种拟合方法作对比验证.地面验证工作包括两个方面: 一是模拟的验证, 按卫星过境时间从逐小时的实测0 cm数据中挑出4个瞬时值, 将上述拟合方法应用于这4个瞬时值, 得到拟合的日平均温度, 再同24 h的算术平均值比较.结果表明: Sin-Linear法精度最高, 平均误差在1 K以内; 其二是地面对MODIS的验证, 将3种方法应用于MODIS数据, 再与地面平均值比较, 3种方法中Sin-Linear法误差最小, 且具有最好的线性相关, R²超过0.9.

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阿尔泰山喀纳斯河流域末次冰期OSL年代学新证

江合理, 赵井东, 殷秀峰, 李忠勤, 康剑, 孙吉舟

冰川冻土. 2012, (2): 304-310. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0037

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布尔津河支流喀纳斯河源于中俄蒙三国交界处友谊峰的南坡, 为额尔齐斯河的重要源区.友谊峰连同奎屯峰等高峰形成了阿尔泰山最大的现代冰川作用中心.在第四纪期间, 这些冰川都发生了规模较大的进退, 在河谷中留下了形态较为清晰的冰川地形.应用OSL单片再生剂量测定技术对采自主U型谷两侧的高大侧碛垄进行了定年, 测年结果分别为(27.2±2.0) ka(K-1)与(16.1±1.5) ka(K-2).基于地貌地层学原理、并结合已有的年代学资料(OSL与¹⁴C)与古气候研究资料, 末次冰期以来喀纳斯河流域共有5次规模较大的冰进, 分别为小冰期、新冰期、末次冰期晚冰阶(MIS 2)、末次冰期中冰阶(MIS 3中期)与末次冰期早冰阶(MIS 4).

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北大西洋涛动对青藏高原夏季降水的影响

刘焕才, 段克勤

冰川冻土. 2012, (2): 311-318. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0038

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利用青藏高原中东部1961-2004年60个气象台站夏季(6-8月)降水资料, 通过旋转经验正交函数分解发现青藏高原夏季降水存在南北反向变化的空间模态, 分析表明这种变化模态与北大西洋涛动(NAO)密切相关.利用NCEP/NCAR再分析资料进行环流场分析, 探讨了NAO对青藏高原这种降水空间变化模态的影响机制. 结果表明: 强NAO年份时, 高原北部水汽输送通量强度增强, 水汽辐合增强, 而高原南部水汽输送通量强度减弱, 此时高原切变线位置明显偏北, 正是在这种水汽输送和环流形式配置下使得高原北部降水偏多而高原南部降水偏少;在弱NAO年份, 上述情况基本相反.

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基于树轮的阿勒泰地区1818-2006年1-2月降雪量重建与分析

胡义成, 魏文寿, 袁玉江, 张同文, 秦莉, 张瑞波

冰川冻土. 2012, (2): 319-327. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0039

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依据采自新疆阿勒泰中东部地区的树木年轮样本, 建立了该地区8个采点的树轮宽度年表. 相关普查发现, 标准化树轮宽度年表序列与该地区1-2月的降雪量存在明显的正相关关系, 且具有显著的树木生理学意义. 用义河山南(t)、卓勒萨依(t+2)和哈拉额尔齐斯(t+3)三个标准化树轮宽度年表序列可以较好地重建该地区1818-2006年189 a来当年1-2月的降雪量, 且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠. 分析发现, 阿勒泰地区189 a来降雪量的重建序列具有5个偏少阶段和5个偏多阶段, 并具有2.4 a, 3.3~3.4 a和63 a的显著干湿变化准周期. 冬季降雪量的重建序列大致存在4个突变点, 其中在1847年和1930年前后为降雪量由多到少突变, 而在1901年和1986年前后是自少向多突变.

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新疆北疆地区季节性冻土结冻过程与日积温的关系

白磊, 李兰海, 李倩, 包安明

冰川冻土. 2012, (2): 328-335. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0040

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传统的度日因子模型很难分辨在结冻期土壤每日结冻和解冻的过程, 而日小时积温可以区分正积温和负积温对土壤冻结过程的影响. 利用北疆地区1951-2010年气象站数据和决策树算法, 分析计算日小时积温及表层5 cm和10 cm土壤冻结状态数据及日小时积温对季节性冻土冻结现象的影响. 结果表明: 在北疆范围年小时正积温以每年平均160 ℃增长, 而年小时负积温以每年平均153 ℃减少. 季节性冻土发生冻结现象所需的临界值分布与北疆地区气候和土壤分布基本一致, 但仍存在空间差异性. 北疆地区5 cm土壤结冻所需的日小时负积温为-50 ℃以下, 而5 cm到10 cm土壤结冻所需日小时负积温的平均值差值为-15 ℃左右. 与日最低气温和日平均气温作为土壤结冻判据相比, 日小时积温临界值作为判据可获得较高的精确度. 在昌吉地区和阿勒泰地区冻土的平均深度随着日小时负积温临界值的增加而减少.

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珠峰地区天气气候特征分析

杨秀海, 卓嘎, 罗布, 王伟

冰川冻土. 2012, (2): 336-347. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0041

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利用珠穆朗玛峰地区北部定日站和西部聂拉木站1971-2009年的月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水量、月蒸发量资料, 对珠峰地区1971-2009年近39 a来气候变化的时空分布特征进行了分析.同时, 利用该区域5个自动气象观测站2009年的资料进行了温、压、湿、风等分析.结果表明: 1971-2009年珠峰地区气温呈现出明显的上升趋势, 尤其是进入21世纪后, 增温更为显著, 高于同期全球平均温度变化幅度; 定日站增幅较聂拉木站明显, 且以冬、春两季的气温增长幅度大. 位于珠峰的西边略偏北的聂拉木站, 迎向暖湿气流, 降水丰富, 但季节差异很小; 定日站的年降水量不到聂拉木站的一半, 且夏季降水占到了全年的85％; 定日站的年降水量略微呈上升状态, 蒸发量下降, 两者的变化趋势都不是太明显; 聂拉木站的降水量下降趋势比定日站明显, 蒸发量略显上升. 2009年资料显示, 珠峰地区5个站的气温、气压、相对湿度、风速各异, 温度、气压与各站的海拔密切相关.

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羌塘高原东部冰川发育的水汽来源探讨

陈丽佳, 易朝路, 董国成

冰川冻土. 2012, (2): 348-356. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0042

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选取4座地处青藏高原腹地羌塘高原东部的雪山, 其中山脊线呈南北走向者, 东坡冰川较西坡更为发育; 山脊线呈东西走向者, 南坡冰川面积大于北坡.雪山各朝向冰川面积的统计数值也表现为: 南向及东南向冰川最为发育.统计坐落于羌塘高原的11座雪山的平均雪线, 其高度变化表现为: 纬线方向上, 88° E以西的同纬度雪山的雪线高度基本相同, 88° E以东雪线高度快速下降; 经线方向上, 雪线从南到北先略微升高后又降低.这些地形学信息表明, 羌塘高原东部地区冰川发育的水汽来源于东南方向,即西南季风穿过横断山脉为羌塘高原东部冰川的发育提供降水.

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黄土高原陆面过程观测试验的仪器精度和观测误差分析

黄菁, 张强, 李宏宇

冰川冻土. 2012, (2): 357-366. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0043

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利用"黄土高原陆面过程观测试验"2009年定西站的平行对比观测资料, 分析了微气象观测仪器的精度和观测误差.结果显示: 在大多数情况下, A301P型风杯风速计和HMP45D型温湿传感器对风温湿的观测偏差分别不超过±0.10 m·s^-1、±0.16 ℃和±1.00%; 107型和109型温度传感器对土壤温度的观测偏差分别不超过±0.1 ℃和±0.03 ℃; HFP01型热通量板对土壤热通量的观测偏差不超过±11 W·m^-2; 涡动协方差系统(CAST3+Li7500)观测计算得到的感热、潜热和动量通量的偏差分别不超过±8 W·m^-2、±8 W·m^-2、±0.02 kg·m^-1·s^-2.此试验对于大气风速、温度、相对湿度、土壤湿度和温度、地表辐射以及地表通量这些要素的观测, 相同型号仪器之间的数据都很一致.并且不同型号仪器进行对比观测风速、土壤温度、净辐射、向下长短波辐射和土壤热通量得到的结果也较一致.结果表明, 该试验大多数仪器有比较高的精度, 仪器之间也比较一致, 观测误差较小, 基本能够满足陆面过程观测的要求.

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基于GIS冰川末端变化计算方法研究——以北极Austre Lovénbreen冰川为例

李鹏, 闫明, 徐跃通, 刘雷保, 张勇

冰川冻土. 2012, (2): 367-374. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0044

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基于冰川区地形图和实地GPS测量数据, 总结4种用于计算冰川末端变化量的方法: 主流线法、中心线法、周长法和特征点法, 并提出基于GIS的操作思路. 分析了各种方法的优缺点, 阐述了各种方法在使用中的注意事项. 建议使用最短距离的特征点法计算冰川末端变化量, 并且以前一期的特征点向后一期的冰川边界搜索最短距离.通过把方法应用在北极Austre Lovénbreen冰川, 结果表明, 自2005年观测以来北极Austre Lovénbreen冰川末端呈现退缩趋势, 年均退缩量为9.44 m·a^-1, 年际变差系数为0.40, 冰川末端变化量年际变化较大.

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基于遥感和GIS的青海湖流域冻融侵蚀研究

张娟, 沙占江, 王静慧, 祁永发, 陈晓琴, 宋昌斌

冰川冻土. 2012, (2): 375-381. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0045

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依据1:100万西宁幅地貌图, 获取了青海湖流域冻融侵蚀界线.利用遥感和GIS方法获得了流域内地形、年降水量、年均气温、土地覆被类型、土壤类型5个评价因子数据, 在GIS中通过建模及空间分析, 获得了青海湖流域冻融侵蚀强度等级类型及空间分布信息.结果表明: 研究区冻融侵蚀发生的总面积是14 875 km², 其中, 轻度侵蚀和中度侵蚀居多, 分别占冻融侵蚀总面积的28.75%和62.57%; 剧烈侵蚀和强烈侵蚀占少部分, 分别占冻融侵蚀总面积的3.33%和0.76%.

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世界海拔8 000 m以上雪山研究

米德生

冰川冻土. 2012, (2): 382-391. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0046

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实地科考, 广博查询, 长期探索, 坚韧追求, 人类首次、全面解开世界海拔8 000 m以上雪山之迷: 海拔8 000 m级雪山地有17处(其中3处山地为新发现), 面积共11.95414 km², 海拔8 000 m以上独立山峰39座.世界海拔8 000 m级山地和山峰地貌形态、相互关系, 己在即将出版的"世界八千米雪山地图集"中得到表示.该图集比例尺1:100000, 等高距40 m, 幅面550 mm×790 mm.该图集由序言、7幅地图和后记组成, 是世界第一部关于海拔8 000 m级雪山地图集.

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冰川/积雪-大气相互作用研究进展

杨兴国, 秦大河, 秦翔

冰川冻土. 2012, (2): 392-402. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0047

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冰川和积雪是冰冻圈的重要组成部分, 在全球或区域气候系统中起着极其重要的作用. 开展冰川/积雪-大气相互作用研究, 是研究冰冻圈物理过程及其对气候系统反馈作用的必然需求, 也是研究冰川/积雪对气候变化响应的有效手段, 同时还可为全球(区域)气候和水文模式提供冰川/积雪面的地表特征参数.近一个世纪以来, 在冰川/积雪面辐射特征、能量通量计算方法和平衡特征等方面开展了许多观测试验和理论研究, 并取得了卓有成效的研究结果.但是在准确获取辐射通量、研发普适性较强的反照率参数化方案、复杂地形条件下能量通量的计算, 以及发展分布式能量平衡模式等方面尚存在许多不确定性, 仍面临许多技术难点, 也是未来的研究重点.

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末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化研究进展

刘冰, 靳鹤龄, 孙忠

冰川冻土. 2012, (2): 403-410. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0048

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青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化文献分析认为: 末次盛冰期(¹⁴C年龄14 ka BP或16cal ka BP 之前)地层沉积主要为风成砂和黄土, 冰缘地貌发育, 气候寒冷干燥, 植被可能为干旱荒漠或荒漠草原; 末次冰消期(¹⁴C年龄14 ka BP或16cal ka BP-Younger Dryas, 缩写YD事件)地层发育古土壤, 湖泊水位明显上升, 并显著的捕捉到冷暖事件(BØlling-AllerØd, 缩写B/A、YD)的信息, 气候趋于温暖湿润, 对应植被为荒漠草原; 全新世8.5 ka BP(¹⁴C年龄)之前区域温度和湿度不同程度增加, 湖泊水位较高, 地层发育古土壤, 植被为荒漠草原或干草原; 8.5~7.0 ka BP(¹⁴C年龄)风成砂出现, 古土壤发育中断, 气候寒冷干燥, 为全新世新冰期第一期; 7.0~3.0 ka BP(¹⁴C年龄)古土壤显著发育, 高水位湖面出现, 水热组合达到全新世最佳, 植被向干草原方向演化, 但期间也存在千–百年尺度的冷事件(全新世新冰期第二期); 3.0 ka BP(¹⁴C年龄)以来气候向温凉(寒冷)干燥方向发展.太阳辐射等外部因素变化并触发地球系统内部各个圈层之间相互作用是区域气候、环境变化的主要驱动力.同时, 对研究现状进一步剖析, 阐明其存在的问题, 并提出气候、环境变化研究的发展方向.

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块石路基对流特性实验研究

俞祁浩, 钱进, 游艳辉, 胡俊, 郭磊

冰川冻土. 2012, (2): 411-417. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0049

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利用块石层调控冻土路基地温是冻土工程主动冷却路基的一种重要措施, 并在青藏铁路重大工程建设中得到广泛应用. 通过块石层中空气流动特性的深入研究, 对其结构优化和效能提升具有重要意义, 而不同温差条件下块石层中空气的流动特性, 以及微风速的实际测定一直是其中亟待解决的问题. 通过高精度微风速探测, 首次获得封闭条件下块石层的空气流动特征. 结果表明: 在边界温度波动条件下, 块石层内的降温过程与其内部自然对流过程密切相关, 在对流作用下快速完成降温过程; 升温过程则在相对较长时段内主要由内部的热传导换热完成, 由此导致温度变化曲线非对称这一特殊现象的出现, 并随深度增加而愈加明显. 块石层上下端面的温差是对流发生及强度的关键控制因素, 当温差达到一定量值时流速随温差的增加而加大, 同时空气温度的变化也会对空气流动过程产生影响; 块石层内整个空气流动过程是一个传递过程, 也是热量传递的过程.该实验研究结果将对该种工程措施机理的进一步认识和改进、相关模拟计算参数的选取, 以及在冻土区高等级公路等重大工程建设中的进一步有效应用均具有重要意义.

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交通荷载作用下冻土路基动力响应分析

黄志军, 赖远明, 李双洋, 张世民

冰川冻土. 2012, (2): 418-426. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0050

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季节冻土区路基在交通荷载作用下的冻胀翻浆病害是一个复杂的热、力相互作用过程, 又是一个急需解决的实际工程难题. 运用传热学及Biot固结理论建立季节冻土区公路路基的动力分析模型, 以季节冻土区典型冻胀翻浆路基为例, 分析其工程处理前、后的动力反应特性.结果表明: 1)路基温度场的研究表明修筑路基后, 在路基及其下部地基中将会产生大片的力学性质极不稳定的高温冻土层; 2)路基运营期当交通荷载刚驶入或离开路基计算断面时, 路基内的加速度、速度、位移、应力、孔隙水压力均振荡剧烈.但与普通路基相比, 防冻胀翻浆路基的碎石层大大削弱了汽车动荷载的冲击振动作用; 3)防冻胀翻浆路基中间存在透水层(碎石), 减小了路基内的孔隙水压力, 与普通路基相比, 防冻胀翻浆路基的最大孔隙水压力比减小达30%左右, 这对延缓、消除路基病害产生有很大作用. 计算理论以及分析结果可为季节冻土区道路的安全运营以及维修提供参考依据.

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温度-湿度-荷载综合作用下路基冻融过程试验研究

毛雪松, 杨锦凤, 张正波, 郑小忠, 周雷刚

冰川冻土. 2012, (2): 427-434. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0051

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为了研究季节冻土路基内部温度场、水分场及应力场综合效应的变化特性, 基于自主研发的温度-湿度-荷载综合模型试验测试系统, 进行室内路基模型的冻结与融化循环试验, 分析了冻融循环过程路基内部土体水、热及力学性能的变化特性.试验表明: 冻结过程中, 初期温度变化大, 温度梯度从顶端向底部逐渐递减; 路基顶冻结后, 0 ℃冻结锋面不断往下移动, 0 ℃分界线两段内温度梯度差异大; 路基含水率分为冻结区未冻水含量似稳定段、过渡区未冻水快速相变段、未冻结区含水率减小段.融化过程中, 温度变化先大后小, 未冻结水含量与温度大小相关, 路基内部含水量呈现中间增大, 两端减小的情形.水热综合作用下, 应力场表现: 冻融过程中, 路基回弹模量随着冻结深度的增大呈线性增加, 随融化深度的增加而减小; 路基回弹模量随冻融循环次数增加而衰减, 当达到6次时, 衰减趋于稳定.结果表明,土体水热耦合作用是影响路基土体力学性能的关键因素.

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冻融作用对土结构性的影响及其导致的强度变化

方丽莉, 齐吉琳, 马巍

冰川冻土. 2012, (2): 435-440. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0052

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冻融作用通过改变土的结构性从而改变土的力学性质.以青藏粉质黏土为研究对象, 对一定干密度的饱和重塑试样分别进行封闭和开放状态下的冻融试验.通过土样电阻率的改变来反映冻融作用对土中孔隙的影响; 对冻融前后的试样分别进行CT扫描, 定量分析土样的损伤程度, 来反映土颗粒联结的改变.对冻融前后的土样进行不固结、不排水三轴剪切试验, 得到其强度参数, 并将冻融作用引起的结构变化与强度参数的变化建立联系.研究表明: 对试验中采用的土样, 经过冻融作用后电阻率增大, 反映到强度参数上, 冻融作用导致土的内摩擦角增大; CT扫描定量分析发现, 经过冻融之后, 密度增大, CT损伤量为负值, 反映到强度参数上, 冻融后黏聚力增加.因此, 强度参数的变化与土颗粒的胶结和重排列, 粒径重分配以及孔隙大小比例的变化有关.

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含水量对冻结含盐粉土单轴抗压强度影响的试验研究

陈锦, 李东庆, 邴慧, 邓友生

冰川冻土. 2012, (2): 441-446. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0053

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采用取自甘肃省白银市平川区黄河岸边的天然盐渍土, 用蒸馏水洗去土中的盐分, 配制成NaCl/Na₂SO₄含量为1.5%, 含水量不同的试样, 研究了冻结条件下含水量对冻结含盐粉土单轴抗压强度、破坏应变的影响.结果表明:当含水量较小时, 随着含水量的增加, 冰的胶结作用增强, 并与土颗粒、盐晶体一起承受荷载, 冻结含盐土的单轴抗压强度不断增大; 当含水量超过某一值时, 试样更多地呈现出冰的性质, 而冰的强度远远小于矿物颗粒的强度, 单轴抗压强度随含水量的增加而减小.随着含水量的变化, 含盐土的破坏应变与单轴抗压强度有相似的变化规律.

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基于综合调查的西昆仑山典型区多年冻土分布研究

李昆, 陈继, 赵林, 张秀敏, 庞强强, 方红兵, 刘广岳

冰川冻土. 2012, (2): 447-454. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0054

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西昆仑山位于青藏高原西北部, 地势起伏大, 气候干旱严寒.为了解其多年冻土分布状况, 以219 国道大红柳滩到奇台达坂之间的沿线区域作为西昆仑山典型区, 以野外冻土钻探、坑探、物探为主要调查手段, 综合分析该区域多年冻土分布的下界.对现场调查数据的初步分析表明, 该区域多年冻土阳坡下界在海拔4 800 m, 阴坡下界在海拔4 650 m, 东西坡下界在海拔4 700 m.依据上述冻土下界的分布规律, 以数字高程模型为基础, 通过ArcGIS软件建立了西昆仑山典型区的多年冻土分布模型, 实现了对研究区域多年冻土分布的模拟.对该区域的研究结果表明: 典型区内多年冻土的分布面积为3 136.3 km², 占区域总面积的89.4%.结果与青藏高原冻土图在该区域的截图相比, 多年冻土的面积略有增加.对比分析模拟图和截图后发现, 基于实际调查的多年冻土模拟分布图更准确的描述了河谷的融区, 而截图的多年冻土分布界限较为粗糙, 缩小了喀喇喀什河支沟融区, 人为放大了219国道大红柳滩到奇台达坂之间的宽谷融区.

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青海公路沥青路面气候影响二级分区及K值变化研究

房建宏

冰川冻土. 2012, (2): 455-459. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0055

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利用1971-2002年青海公路沿线44个气象台站的降水、气温、水汽压、相对湿度、风速、日照百分率等地面气象资料, 采用Penman公式计算了蒸发力E_T, 应用气候诊断方法分析了潮湿系数的变化特征. 结果表明: 按潮湿系数, 干季青海省公路沿线全部为过干区, 其他季节可分为过干区、中干区和润干区.近30 a以来, 干季公路沿线的潮湿系数K值呈减小趋势, 而过渡季节、雨季和年度潮湿系数K值均呈增大趋势.而这种变化, 主要是由气候的年代际波动造成的.

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黑河中上游段河道渗漏量计算方法的试验研究

胡兴林, 肖洪浪, 蓝永超, 王静, 丁宏伟

冰川冻土. 2012, (2): 460-468. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0056

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通过河道断面法对黑河中上游河段河道渗漏量进行了比测试验, 结果表明: 河床岩性组成、河流平面几何形态变化以及人类活动对输水方式的改变等对河道渗漏量影响显著. 黑河实施全流域调水前后河道渗漏量发生显著的跳跃性变化, 莺落峡至312桥区间河道渗漏量调水前为1.2543×10⁸m³, 调水后为4.3747×10⁸m³, 调水后较调水前河道渗漏量增加3.1203×10⁸m³; 河道流量越小其相应损失率愈大, 河道流量越大, 其相应损失率愈小, 由此得出各河段不同流量单位河长的损失率服从倒数函数分布. 研究结果是在黑河中上游实体河道上进行上下断面流量比测试验的基础上得出的, 符合该河段的实际情况, 可作为黑河中游地表水、地下水转化分析、地下水流系统模拟、流域水资源重复利用、水量调度计算各种模拟模型验证河道渗漏量的基础资料.

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气候变化对祁连山石羊河出山口径流的影响研究

王文行, 段争虎, 王建伟

冰川冻土. 2012, (2): 469-477. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0057

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根据近50 a来石羊河流域上游祁连山山区的气温、降水及出山径流观测数据, 用遗传算法和自动寻优-人机对话法, 建立了出山径流对于气温、降水变化的响应模型, 并以该模型为基础, 初步预测了石羊河流域上游山区未来气温、降水的变化趋势以及该气候情景下出山径流的相应变化. 结果表明: 未来数十年间, 山区气温仍呈缓慢的上升趋势, 山区降水变化总体趋势是下降的, 但下降幅度不大. 受山区气温、降水变化的影响, 未来出山径流亦呈下降的趋势, 下降幅度主要取决于山区降水减少的幅度.

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冰川表层雪样中微生物总DNA几种提取方法的比较研究

闫沛迎, 侯书贵, 陈拓, 张淑红, 孙维君

冰川冻土. 2012, (2): 478-484. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0058

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通过对4种具有不同裂解方式的微生物总DNA提取方法的比较, 筛选出较佳的方法进行滤膜处理、DNA抽提及沉淀的优化, 再将优化出的传统DNA提取方法与商业化试剂盒提取方法比较.结果表明: 商业化试剂盒提取总DNA的方法适用于冰川表层雪微生物总DNA的提取; 其次, 将滤膜剪碎, 用溶菌酶 (5 mg·mL^-1) + 蛋白酶K(1 mg·mL^-1)+CTAB(1%) + SDS(1%)的裂解方式, 氯仿: 异戊醇 (24:1)抽提一次, 乙醇沉淀DNA的提取方法是一种效果较佳且廉价的冰川表层雪微生物总DNA提取方法.

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生态-经济系统对冰冻圈变化的适应能力评价——以玉龙雪山地区为例

杨岁桥, 杨建平, 王世金, 谭春萍, 刘俊峰

冰川冻土. 2012, (2): 485-493. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0059

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以玉龙雪山地区为例, 基于关联性、全面性与合理性、可操作性原则, 结合玉龙雪山地区冰冻圈变化的特点与主要影响, 从生态、水资源、经济与社会系统4个方面遴选了20个指标, 构建了生态-经济系统对冰冻圈变化的适应能力评价体系, 运用层次分析法和多目标线性加权函数法建立了冰冻圈变化适应能力指数模型, 对玉龙雪山地区冰冻圈变化适应能力进行了综合评价. 结果表明: 就子系统而言, 1980-2008年除水资源系统的适应能力呈下降态势外, 生态、经济与社会系统对冰冻圈变化的适应能力均呈上升趋势. 水资源总量减少是水资源系统适应能力降低的主要影响因素. 玉龙雪山地区冰冻圈变化的综合适应能力增强, 经济系统对综合适应能力的贡献达到37%, 居首位, 其次为社会系统, 为29%.旅游业发展驱动下的生态环境保护, 地区经济实力增强, 交通设施建设, 居民收入增加共同助推了该地区综合适应能力的提升.

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甘肃黄河谷地城市与城郊生态功能区产业发展模式研究

董光前, 高新才

冰川冻土. 2012, (2): 494-497. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0060

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国家层面对甘肃发展的总体定位是我国重要的生态屏障、经济走廊、战略通道、能源基地和文化源区, 因此, 甘肃黄河谷地城市与城郊生态功能区的发展对于我国西部地区乃至全国的经济社会发展具有举足轻重的作用. 从分析目前甘肃黄河谷地城市与城郊生态功能区的发展现状入手, 针对甘肃黄河谷地城市与城郊生态功能区主导产业不明确的问题, 提出了政府对于生态功能区的优惠政策应由向区域倾斜转变为向产业倾斜, 并在此基础上积极培育和发展重点产业, 通过提高环境标准、推进生态农业重建工程、促进现代物流业发展、加快产业优化、构筑立体旅游产业体系和发展新兴能源产业等措施构建全新的产业发展模式, 重塑我国西部重要的现代工业基地, 实现生态功能区的健康与和谐发展.

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石臼、壶穴、冰臼辩——论岩臼、壶穴和冰穴的成因分类

郑本兴

冰川冻土. 2012, (2): 498-504. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2012.0061

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