冰川冻土

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康尔泗, 李新, 张济世, 胡兴林

冰川冻土. 2004, 26(6): 657-667. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0106

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河西地区内陆河流域荒漠化的水资源问题,根本的原因在于水资源短缺而导致的生态环境脆弱和水资源的过度开发利用.如果上、中游地区水资源的利用超过了水资源量的限度,则流到下游的径流量减沙,地下水位下降;而下游地区为了弥补水资源的不足,便大量开采地下水,致使地下水严重超采,从而导致植被退化和荒漠化.在分析上述问题的基础上,以石羊河为例,说明内陆河流域的荒漠化防治要求实行以农业节水为中心,建立节水型社会的流域综合治理,实现水资源、土地资源、经济、社会和生态环境协调和可持续发展.

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气候变暖情景下黄河上游径流的可能变化

蓝永超, 丁永建, 朱云通, 马建华, 魏智

冰川冻土. 2004, 26(6): 668-673. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0107

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根据水文气象台站观测资料,分析了全球变暖情景下黄河上游唐乃亥以上流域温度、降水和径流的变化状况,并采用假定气候组合对未来数十年黄河上游唐乃亥以上流域的径流变化进行了预测.结果表明:黄河上游的温度与全球变暖有着明显的对应关系,近几十年来,流域各个地方的温度有不同程度的上升.降水变化因流域各地所处位置、地势、地形的不同而差异较大,受温度上升和主要产流区域降水大幅减少的影响,近10余年来黄河上游的径流量呈持续递减的态势.在未来几十年,如果遭遇到气温升幅与降水减幅较大的"暖-干"气候组合时,流域产水量将有较大的减幅;当气温变化不大而降水增幅较大时,流域产水量将有明显的增加,同时由于冰雪及冻土融水的补给,此气候情景下黄河上游唐乃亥以上流域径流量的增幅还将略大于降水量的增幅.

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新疆洪灾时间序列突变及其气候原因分析

姜逢清, 胡汝骥, 杨跃辉

冰川冻土. 2004, 26(6): 674-681. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0108

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利用统计方法对新疆农田洪灾成灾面积和洪灾次数时间序列进行了非参数突变检验,发现新疆农田洪灾成灾面积和洪灾次数时间序列在1980年代中后期发生了明显的突变.突变现象在洪灾直接经济损失上也有明显表现,主要表现为洪灾直接经济损失在1980年代中后期出现了明显的差异,即1980年代中后期以前损失较低,之后急剧增大.在分析了洪灾序列和降水序列的相关关系的基础上,认为1980年代中后期新疆洪灾损失突变的主要原因之一是此时期新疆气候发生了由干到湿的转折.

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塔里木河流域水资源开发利用及其环境效应

冯起, 刘蔚, 司建华, 苏永红

冰川冻土. 2004, 26(6): 682-690. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0109

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近30a来,由于塔里木河流域水资源无序的开发利用,导致了严重水土环境退化.从20世纪50-70年代,下游300km河道逐渐干涸,致使下游水文过程和生态环境严重破坏.1960-1980年下游水位由2～4m下降到4～10m;1980年后,水位年降速率是20cm.1958-1978年,塔里木河流域胡杨减少了2/3,生物量下降了1/2;1950-1990年代,塔里木河下游主要树种胡杨林减少了3820km²,而灌木和草地面积减少了200km².这种水文变化已导致水环境的明显恶化,并引起了土地沙漠化,1960-1990年代形成沙漠化土地12300km².塔里木河的盐分含量逐渐升高,1960年的最大含盐量是1.28g·L^-1,但1981-1984年达到4g·L^-1,到1998年达7.8g·L^-1.根据对沙漠化土地有机碳含量推算,近30a塔里木河流域土壤由于退化向大气中释放的有机碳多达112Tg,且28.3%来自表层0～1.0m土壤.人类活动的强度干扰是导致以上水环境变化的重要原因,解决问题的关键是提高对水资源与水土环境监测、观测、管理和恢复的科学与技术水平.

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ENSO事件对长江上游1470-2003年旱涝灾害影响分析

张强, 姜彤, 吴宜进

冰川冻土. 2004, 26(6): 691-696. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0110

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对长江上游旱涝灾害时间序列(1470-2003年)及SST指数序列(1868-2003年)作统计相关与谱分析,探讨了长江上游旱涝灾害与ENSO事件的遥相关关系.结果表明:长江上游旱涝灾害主周期要大于ENSO事件的主周期,前者主周期主要为16.69a,5.09a以及10.47a,而后者主周期主要为5a,～10～12年以及～10a.交叉谱分析结果表明,长江上游旱涝灾害与SST在约5a以及约10～12a周期上呈现出显著的相关性.可以认为ENSO事件发生周期与生存周期的长短直接影响着长江上游旱涝灾害发生的周期与频率,并在5a以及10～12a的周期上表现出高的统计相关性.SST指数与长江上游旱涝灾害相关分析表明,ElNiño事件的发生使长江上游发生旱灾机率增大,而LaNiña事件的发生则使长江上游发生涝灾的机率增大.

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0℃层高度与夏季阿克苏河洪水的关系

毛炜峄, 吴钧, 陈春艳

冰川冻土. 2004, 26(6): 697-704. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0111

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应用阿克苏河两条支流的出山口水文站日流量资料,以及流域及其周边3个探空站的0℃层高度资料,分析了1999年夏季阿克苏河流域特大洪水期间0℃层高度与日流量的关系.阿克苏等3站的0℃层高度逐日变化与阿克苏河两条支流逐日流量之间有显著的相关关系.托什干河日流量与超前2～3d、持续3～4d的0℃层高度累积值之间的相关系数最大;库玛拉克河日流量则与超前3～4d、持续4～5d的0℃层高度累积值之间的关系最为密切.阿克苏河流域东部库车站的0℃层高度与托什干河日流量之间的关系最密切;中部的阿克苏站、西部的喀什站的0℃层高度与库玛拉克河日流量之间的关系更加显著.1999年特大洪水中,阿克苏河日流量与0℃层高度之间呈指数函数关系.以0℃层高度为因子,建立了阿克苏河两条支流4个日流量序列的非线性多元回归模型.

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塔里木河下游物种多样性与地下水位灰色关联分析

张宏锋, 陈亚宁, 李卫红, 陈亚鹏

冰川冻土. 2004, 26(6): 705-712. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0112

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根据植被样地资料和地下水埋深观测资料,运用灰色关联法对物种多样性与地下水埋深的关系进行了分析.结果表明:在塔里木河下游,物种多样性与地下水埋深变化关系密切,Shannon Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Menhinick指数、JSW指数和JSI指数与地下水埋深之间的灰色综合关联度都在0.70以上,其中物种多样性指数Simpson指数与地下水埋深变化的灰色综合关联度最高,为0.866,其关联度数值体现了地下水埋深对物种多样性变化的主导性.

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黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究

吉喜斌, 康尔泗, 赵文智, 陈仁升, 金博文, 张智慧

冰川冻土. 2004, 26(6): 713-719. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0113

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基于Penman-Monteith蒸散公式,应用土壤植被大气系统水分和能量传输理论对Shuttleworth-Wallace蒸散模型的参数进行改进,得出解析计算农田作物蒸腾和土壤蒸发的双源模型.对黑河流域山前绿洲农田春小麦生长期土壤蒸发、作物蒸腾以及总蒸散过程进行了模拟研究.对模型的计算结果以田间观测和水量平衡方法进行验证,误差目标NSE=0.98,说明该模型用于农田蒸发和蒸腾的计算是合理的.对影响蒸发和蒸腾的主导因子净辐射、叶面积指数、土壤含水量进行了相关性分析,得出三者的变化对土壤蒸发、作物蒸腾的影响.通过不同时期日蒸散发量变化特征的分析,表明土壤、冠层两个界面对能量和水汽传输的交互影响效应显著.

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国际树轮水文学研究进展

刘普幸, 勾晓华, 张齐兵, 陈发虎

冰川冻土. 2004, 26(6): 720-728. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0114

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树木年代学丰富的内容和知识体系,成熟的研究方法,为区域尺度上研究水文变化提供了精确的方法.基于树轮重建水文,认识过去长期自然水文变化格局,合理规划与管理水资源的价值,使树轮研究在水文气候变化研究中愈来愈受到人们的广泛重视.在短短的几十年里,树轮水文学取得了日新月异的进展,成为继树轮气候学之后又一快速发展的应用学科.在理解树轮水文学科学概念与内涵的基础上,介绍了基于树轮重建水文的主要手段与方法,从重建径流、重建极端水文事件、重建降水及重建湖泊沼泽水位等4个方面综述了国际树轮水文学的研究内容与进展,并简要的概述了其未来发展趋势.

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中国冰川积累与水汽来源补给分析

张忠林, 何元庆, 庞洪喜, 卢爱刚, 顾娟

冰川冻土. 2004, 26(6): 729-735. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0115

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利用冰川编目数据和NCEP/NCAR再分析资料,对中国及周边地区水汽通量、中国冰川地理分布情况、大气环流途径和降水分布进行分析,发现中国冰川水汽来源复杂,不同地区各季节存在不同的大气环流控制.这说明不同地理位置的冰川所指示的气候信息是不同的,大约以30°N和100°E为界,中国西北部主要受西风环流影响,冰川发育的水汽主要源于西风环流.以横断山脉为界,横断山脉以西,即30°N以南和100°E以西的区域,主要受印度季风控制,冰川发育水汽主要源于印度洋、阿拉伯海和孟加拉湾;横断山脉以东区域,受东亚季风控制,冰川发育水汽主要来源于太平洋和南海;横断山脉、念青唐古拉和青藏高原东部地区受印度季风和东亚季风共同控制,冰川发育水汽主要来源于孟加拉湾和南海.不同地区冰芯积累量的变化与该地区夏季季风环流指数的变化具有较好的一致性.

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近期气候变暖念青唐古拉山拉弄冰川处于退缩状态

张堂堂, 任贾文, 康世昌

冰川冻土. 2004, 26(6): 736-739. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0116

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1999和2003年在念青唐古拉山冰川考察期间,采用GPS对拉弄冰川末端位置进行了测量,并将将测量结果与1970年航摄冰川末端位置进行对比分析.结果表明:1970-1999年拉弄冰川末端退缩了285m,平均年退缩量9.8m;1999-2003年拉弄冰川退缩13m,平均年退缩量3.25m.由于冰川对气候的响应有一定滞后性,近年来气候持续变暖将使拉弄冰川继续保持退缩状态.

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黑河流域土地利用与覆被变化特征

张钰, 刘桂民, 马海燕, 王根绪

冰川冻土. 2004, 26(6): 740-746. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0117

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在土地类型划分的基础上,利用黑河流域1987年和2000年两期TM遥感数据,从土地利用与覆被变化幅度、变化速率及动态度等角度,定量分析了流域上、中、下游及全流域总体土地利用与覆被变化的特征并进行了对比.结果表明:在变化幅度上,全流域各类土地利用与覆被变化均十分强烈,中游地区最为显著,综合土地利用与覆被变化指数达到7.6%,耕地、城镇建设用地、水域和草地等是全流域变化最为剧烈的利用类型;在变化速度方面,流域上游地区的耕地、城镇居民用地和沙漠化土地年平均递增速度最高,中游地区明显小于上游和下游地区,但沙漠化除外,为全流域水平的4.7倍,下游耕地、城镇用地、水域面积和其它难利用土地变化较快,说明上、下游生态系统极不稳定,变化剧烈.对中游动态度的分析表明,耕地、城镇居民用地和较难利用土地较稳定,其它土地类型的利用与覆被动态变化都很活跃,说明中游地区土地利用与覆被变化复杂而强烈,具有变化的多向性和互动性,从而为流域合理调整土地利用方式和环境改善提供了一定的科学依据.

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石羊河流域及其典型绿洲景观动态变化研究

李小玉, 武开拓, 肖笃宁

冰川冻土. 2004, 26(6): 747-754. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0118

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根据1986年和2000年的TM影像数据,利用GIS技术和景观结构分析软件FRAGSTATS,分别在类型和景观两个水平上分析了石羊河流域及武威和民勤两个典型绿洲近15a来的景观结构变化.结果表明:在整个流域水平上,虽然发生了景观结构的空间变化,但总体上相对稳定.在典型绿洲区,特别是民勤绿洲景观格局的变化较大,表现为景观的破碎化,形状的简单化和景观多样性的降低,以及耕地、沙地的增加和林地、草地的显著减少,沙漠化趋势加剧.

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NOAA卫星遥感与常规观测中国积雪的对比研究

郭艳君, 翟盘茂, 李威

冰川冻土. 2004, 26(6): 755-760. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0119

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利用30a来NOAA卫星遥感和常规观测的中国积雪资料,对比研究了二者在不同季节和不同年代的逐月积雪日数.研究表明:全年、秋季、冬季和春季全国64%以上地区卫星遥感与常规观测的月积雪日数显著相关,其中东北(包括内蒙东部)和北疆地区显著相关;华北和内蒙中部冬季相关最为显著;青藏高原相关程度明显偏低.值得注意的是,高原上无测站分布地区对于NOAA卫星遥感的高原空间平均年积雪日数影响不显著.NOAA卫星遥感与常规观测的青藏高原空间平均全年积雪日数未达到显著相关,二者年际变化存在一定差异.

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天山天格尔山南北坡降水特征研究

韩添丁, 丁永建, 叶柏生, 谢昌卫

冰川冻土. 2004, 26(6): 761-766. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0120

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对新疆天山天格尔山南北坡乌拉斯台河和乌鲁木齐河流域及其山前平原不同高度气象(水文)站近40a降水实测资料的统计分析,研究天山天格尔山南北坡不同坡向及高度的降水特征.结果表明:山区降水远大于山前平原,南北坡降水均呈现为增加趋势,冬季和夏季降水的增加趋势明显;山前平原区降水的年际变化幅度大于山区;冬、春季降水变率大于夏、秋季,南坡降水变率远大于北坡,冬、春季表现地尤为突出.年际降水的减少趋势出现在乌鲁木齐河流域中山峡谷地带的英雄桥水文站,其春季3月份的降水量减少趋势非常显著;乌鲁木齐河源大西沟气象站4～5月和6～8月月降水呈明显的反相关变化.

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不同海拔祁连园柏树轮和叶片δ¹³C值的变化

陈拓, 陈发虎, 安黎哲, 刘晓宏

冰川冻土. 2004, 26(6): 767-771. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0121

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测定了不同海拔的祁连园柏(Sabina przewalskii)树轮和叶片δ¹³C值以及叶片光合色素、可溶性糖和氮含量.结果表明:树轮δ¹³C值重于叶片δ¹³C值,并且没有明显的海拔趋势;叶片δ¹³C值与叶片光合色素含量明显负相关,但与叶片氮含量和可溶性糖含量没有相关关系;近50a来树轮δ¹³C值越来越低,尽管不同海拔的树轮δ¹³C值的下降程度存在差异.叶片和树轮δ¹³C值的变化可能主要受气孔运动的影响,近50a来树轮δ¹³C值的下降是由于人类活动造成的.

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ENSO对青藏铁路沿线气温和地温的影响及其预测

董安祥, 李栋梁, 郭慧

冰川冻土. 2004, 26(6): 772-778. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0122

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研究了天文因素对近500a来厄尔尼诺事件的影响,分析了近50a来ENSO事件与青藏铁路沿线气温地温的关系.结果表明:年平均气温和年平均最高气温,春季平均最高气温、夏季平均最低气温和秋季平均最低气温,在ElNiño年偏低;而在LaNiña年则偏高.0cm年平均最低地温、秋季平均最低地温和冬季平均最低地温,在ElNiño年偏低;而在LaNiña年则偏高.ENSO事件对从5cm及其以下的地温没有明显影响.厄尔尼诺事件有准60a和准19a周期,其可能是对天体运动的响应.

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吉林近50a来气候的年代际变化特征及其突变分析

于秀晶, 李栋梁, 胡靖彪

冰川冻土. 2004, 26(6): 779-783. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0123

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利用吉林省50个地面气象站的观测资料对近50a来吉林气候的年代际变化进行了诊断分析,结果表明:吉林省的年平均气温在20世纪50年代呈下降趋势,60年代为相对低温期,70年代开始表现出逐渐增温的趋势;20世纪50年代降水量逐渐减少,60-70年代为相对降水少的时期,80年代降水略有增加,进入90年代以后,降水量又表现为逐渐减少的趋势.近50a来气候的年代际变化经历了一个"冷湿-冷干-暖湿-暖干"的过程.吉林省的最高、最低气温在近50a内的总体趋势都是上升的,但从增温率来看,最低气温大约是最高气温的2.3倍.采用分段线性拟合的方法对吉林省年降水量和年平均气温进行气候突变的检验,发现年降水量在1977和1987年各有一次突变,年平均气温只在1969年发生了一次突变.

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祁连山冰川水的生物学效应实验研究

刘光琇, 潘有福, 陆卫

冰川冻土. 2004, 26(6): 784-787. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0124

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比较了蒸馏水、自来水和祁连山"七一"冰川的冰川水的pH值、电导率.冰川水的电导率为2.31×10^-2s·m^-1,为自来水的1/2,与其pH值一样,介于蒸馏水和自来水之间.测定了冰川水的主要矿质元素含量,结果表明,冰川水具有很低的Na⁺含量及较低的矿化度(101.50mg·L^-1).通过种子萌发实验、植物组织培养的脱分化和再分化过程的比较研究,揭示冰川水的水质纯净,完全可以满足植物组织培养的要求,是地球上非常宝贵的优质水资源.

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用NMR法验证在冻土中TDR标定曲线的可靠性

都洋, 陈晓飞, 张玉龙, 马巍

冰川冻土. 2004, 26(6): 788-794. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0125

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TDR技术是一种较新的测定冻土中未冻水含量的方法,它有很多优点,但是由于TDR技术应用于冻土中测定未冻水含量起步较晚,其可靠性有待于进一步验证.NMR技术是一种较成熟的测定冻土中未冻水含量的方法.通过应用NMR和TDR两种方法对不同初始含水率下的棕壤土冻融特征曲线的测定,对TDR法的标定曲线的可靠性进行了验证.结果表明:采用TDR法与NMR法测得的冻融特征曲线明显不同,在相同负温下前者的测定值高于后者,且其差异随初始含水率增高而加大;NMR法的测定结果表明,初始含水率对冻融特征曲线的影响很小;而TDR法的测定结果表明,由TDR法测得的冻融特征曲线,受初始含水率影响很大,随初始含水率的升高而明显加大.这表明含冰率和温度对冻土的介电常数影响很大,因此,采用TDR法测定冻土的未冻水含量时不宜采用原有的标定曲线.

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采控天然冷量过程中青藏铁路路基温度场演变特性研究

周国庆, 马巍, 别小勇, 刘志强, 赵光思, 商翔宇, 王建州, 段全江, 徐江

冰川冻土. 2004, 26(6): 795-799. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0126

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针对青藏铁路工程所穿越的高温、富冰多年冻土路基稳定问题,提出了采控天然冷量,即在冬季采集并存储地气温差所造成的冷量,夏季释放,维护路基稳定的方法.对典型工程条件下采控天然冷量后路基温度场随时间和空间上的演变规律进行了研究比较,结果表明:在不采用附加措施情况下,直到道路施工完成后的第16年路基内温度场才逐渐进入负温,因此必须对路基温度场采用人为干预措施.结果显示,采控天然冷量方法可以保持青藏铁路路基的稳定.

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多年冻土区路桥过渡段一种新结构的试验观测与分析

刘建坤, 鲍维猛, 韩小刚, 包黎明

冰川冻土. 2004, 26(6): 800-805. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0127

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基于保护多年冻土的原则,通过对一般地区过渡段设置方法的改进,得到了一种用于青藏铁路清水河地区的新型式路桥过渡段的设置方法.通过对过渡段的沉降和热状况的现场监测,分析了过渡段沉降变形和热状况的变化规律,并对采用的设置方法所产生的实际效果进行了评价.

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高山冰川区大降水带的成因探讨

沈永平, 梁红

冰川冻土. 2004, 26(6): 806-809. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2004.0128

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在中纬度高亚洲的高山冰川带,由于下垫面的温度场和湿度场与周围环境的差异,形成冷岛和高湿中心.其结果造成水平湍流加强,并影响内部场的湍流加剧,使冰川区成为湿岛和局地对流加强,形成多降水过程,增加降水量.当过境气流通过时,冰川区形成阻岛,气流活动加强,产生降水天气.这种作用使高山冰川带成为高降水带,并且山地越高,冰川面积越大,对于气流影响越强烈.其结果形成青藏高原外围区冰川分布广,降水量大,而内部降水少的格局.大降水带的成因主要归于冷下垫面和高湿度场的作用.

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2004年, 第26卷, 第6期　刊出日期：2004-12-25

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