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期刊信息/Journal information
冰川冻土
冰川冻土

程国栋

双月刊

1000-0240

edjgg@lzb.ac.cn；　shenyp@lzb.ac.cn

0931-4967248

730000

兰州市东岗西路320号 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《冰川冻土》编辑部

冰川冻土/Journal Journal of Glaciology and GeocryologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊，支持在冰、雪、冻土和冰冻圈及全球变化基础研究和应用研究中具创造性，高水平和面向国民经济建设的新思想，新观点,新方法和新学说，为寒区国民经济建设服务。内容有：冰、雪、冻土的性质、过程及其控制；冰冻圈的资源与环境；冰冻圈与其他圈层的相互作用；寒区水文水资源； 寒区生态与建设；全球变化；寒区工程与减灾、防灾；寒区生物学；先进技术的应用。
正式出版
收录年代

    年层自动识别方法在青藏高原冰芯定年中的应用

    罗语晴姚檀栋徐柏青杨丹丹...
    731-741页
    查看更多>>摘要：冰芯是重建过去气候环境变化的良好载体，高时间分辨率冰芯信息的提取依赖于冰芯准确定年。本文结合人工定年与基于隐马尔科夫模型的年层自动识别算法，在青藏高原的作求普冰芯、达索普冰芯和阿尼玛卿冰芯上进行了测试、验证与分析。在约束参考层、同步其他冰芯记录及审核复盘时，该方法在一定程度上减少了人工逐层识别的时间，并能通过算法自动推断年层所在位置及提供误差范围。首先，由人工提供一套基础定年模板及约束点，随后基于算法学习模板，计算冰芯代理变量的准周期性的循环，找到目标段落并探究其年层存在的可能性，通过前向-后向算法寻找所有可能的年层点位，并通过最大似然法从中选出最优解。在年层自动识别算法辅助下的作求普、达索普冰芯上部δ18O定年结果与已知年表的累计误差小于2a(3％)，具有较好的一致性。进一步将此方法应用于阿尼玛卿冰芯上部的定年，得出该算法与人工定年在e1[2。07，4。47]、e2[8。31，9。71]部分存在1～2a的差异。再经污化层校正，冰芯56。48m处的定年结果为74a，误差范围±3a。本文设计的方法结合了人工判定年层的优势与算法的标准化分层处理能力，降低了在年代校正过程中的人工参与，可为未来青藏高原地区高分辨率冰芯数年层方法定年的误差量化研究提供科学参考。

    冰芯定年青藏高原年层自动识别算法(StratiCounter)阿尼玛卿冰芯

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    1990—2020年帕米尔高原无表碛覆盖冰川变化态势研究——基于Google Earth Engine平台

    陈逸青段克勤石培宏李朝纲...
    742-753页
    查看更多>>摘要：帕米尔高原是亚洲高山区最大的冰川作用中心，其冰川融水在区域水资源与水循环中发挥关键作用。然而，近年来对帕米尔高原冰川变化的认识仍存在争议，一方面认为喀喇昆仑-帕米尔高原冰川存在异常前进现象，另一方面认为帕米尔冰川正在加剧退缩。究其原因，一是研究时空范围不重合，二是研究中对冰川的定义有所不同。为明晰帕米尔高原无表碛覆盖冰川近30年来的时空变化情况，本研究基于Google Earth Engine(GEE)平台，利用Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI遥感影像数据，消除掉云层遮蔽、季节性积雪和冰川表碛覆盖对无表碛覆盖冰川面积的影响，获取了帕米尔高原1990—2020年期间无表碛覆盖冰川时空变化特征。结果显示，在过去30年帕米尔高原无表碛覆盖冰川面积以116。42km2·a-1的速率由(12108。98±250。38)km2缩减到(8616。44±7。72)km2。在空间上，帕米尔高原西部无表碛覆盖冰川面积总体上呈退缩趋势，而帕米尔东部无表碛覆盖冰川面积则相对稳定。特别是在2000—2010年期间，帕米尔东部无表碛覆盖冰川面积存在异常增加现象，但自2010年，冰川面积退缩加速，冰川末端前进现象已不存在。结合气候及冰川高程变化分析，冰川跃动引起的冰川厚度减薄、冰川末端前进，是1990—2010年间帕米尔高原冰川异常前进的主要原因。

    GoogleEarthEngine帕米尔高原无表碛覆盖冰川冰川异常

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    基于SAR的触底湖冰遥感研究进展

    李彦妮刘万青黄昌
    754-762页
    查看更多>>摘要：湖冰的变化是区域乃至全球气候变化的敏感指示器。已有研究大多关注于湖冰的物候，或表层冻结的类型，而对其纵向的类型(浮冰和触底冰)关注相对较少。相对于浮冰，触底冰能够在整个封冻期对湖底基质提供0℃以下的保护环境，延滞湖底冻土融区的发育及碳排放等，因此，准确识别和分类浮冰和触底冰对于冰冻圈多个领域的研究均有重要意义。星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)为大范围识别和周期性监测湖冰类型及其变化提供了先进的手段。近年来，随着遥感技术特别是合成孔径雷达技术的进一步发展，遥感数据的种类日益多样化，时空分辨率显著提高，给湖冰研究带来了新的机遇和挑战。目前，对湖冰的遥感研究大多集中在湖冰的物候或厚度上，而对湖冰的纵向发育(能否触底)关注较少。到目前为止，还没有关于利用合成孔径雷达遥感识别触底湖冰的文献综述。因此，有必要全面系统地回顾该领域的研究进展，总结取得的成就，找出存在的问题和挑战，进一步推动SAR数据在快速湖冰监测中的应用，为相关的气候变化和湖泊生态研究提供支持。本文对SAR遥感识别触底冰和浮冰的相关研究进行了全面综述，阐明其识别的基本原理和常用的方法，并梳理了湖冰类型识别对相关研究的支撑作用和指示意义。研究表明:(1)浮冰的后向散射增强主要由冰水界面的高粗糙度和气泡导致，但在不同的波长下，两者分别能够产生的后向散射增量仍有待进一步研究;(2)识别方法从阈值法逐步发展到面向对象分割、时间序列聚类，以及机器学习等，然而，识别精度仍受冰面融水、积雪覆盖、湖泊边界精度等因素影响;(3)触底湖冰的产生能够体现封冻期湖冰的纵向发育过程，因此可以反映冰厚对气候变化的响应，以及触底湖冰对不同深度湖泊底部冻土层的影响，这对气候、生态，以及淡水资源研究等具有指示意义。

    合成孔径雷达湖冰类型触底冰浮冰气候变化泛北极地区

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    甘肃积石山强震诱发同震滑坡-泥流灾害链联动耦合致灾效应

    宿星魏万鸿张满银董耀刚...
    763-779页
    查看更多>>摘要：近年来黄土区强震和极端天气诱发的典型滑坡-泥流灾害链事件呈多发态势，链式地质灾害较单一灾害隐蔽性更强、波及范围更大、破坏程度更高、损失更严重，因此链式地质灾害防控研究一直是防灾减灾的热点和难点。2023年12月18日23时59分，甘肃省临夏州积石山县发生Ms6。2级地震，震源深度10km，已造成151人死亡。此次强震诱发青海省民和县中川乡草滩村—金田村滑坡-泥流链式灾害，共造成20人死亡，灾害链致死率占地震遇难总人数的13。5％。灾后通过遥感影像处理解译、文献资料整理甄别、无人机摄影航测、野外详细勘查访问、现场采样分析测试等手段方法，对滑坡-泥流链式灾害开展了较全面系统研究，恢复和重现滑坡-泥流灾害链的启动-滑动-流动-堆积过程，探讨提出"滑源区地表冻结阻隔滞水效应、滑源区沟谷整平回填滞水效应、滑源区台地灌溉渗流饱水效应、滑源区振动液化筛选启动效应、滑源区漏斗收口增速启动效应、流通区土体差异流动分选效应、流通区沟岸坍塌补给增流效应、流通区沟底冰封饱水加速效应、堆积区上游渗水补给增程效应"等9大联动耦合致灾效应。该研究可为链式地质灾害的形成机理与防控提供科学参考。

    积石山地震滑坡-泥流灾害链联动耦合黄河上游青藏高原东北缘

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    西藏乃钦康桑地区冰川变化及原因分析

    杨佳伟刘巧罗云翼鲁雪媛...
    780-794页
    查看更多>>摘要：乃钦康桑地区是藏南山地极高海拔冰川的主要分布区之一，毗邻拉萨至日喀则349国道，区内冰川现状与变化受到广泛关注，从区域尺度评估该地区冰川变化对于指导当地冰川开发、监测与保护具有重要意义。基于历史时期遥感影像，利用波段比值与目视解译法提取了乃钦康桑地区1976—2022年的冰川边界，整体分析了乃钦康桑冰川的面积、运动与厚度变化特征，并选取区域内三条典型冰川进行详细分析。结合区域气候、地形和冰川表面反照率等因素，解释冰川变化的原因。结果表明，1976—2022年，乃钦康桑地区冰川面积共减少(17。88±6。75)km2，占1976年冰川面积的(17。63±6。70)％。不同规模冰川的数量与面积变化具有较为显著的差异，地形特征也影响冰川变化的异质性。2000—2019年，乃钦康桑地区冰川厚度平均减薄速率为0。26m·a-1，冰川减薄主要发生在2000—2004年。近年来，区域冰川的减薄量与减薄范围均呈减小趋势。1988—2018年，乃钦康桑地区约62％的冰川覆盖区域呈减速趋势。而区域内8条冰川显著增速，地形是冰川加速运动的主要驱动因素，而高海拔区液态降水的增加可能是增速的主要原因。1968—2022年，三条典型冰川均呈退缩状态，但不同时期冰川的退缩、减薄及流速变化具有差异。乃钦康桑地区过去20～30年的升温是导致冰川退缩的主要原因，地形影响了区域冰川的退缩、减薄与流速变化，同时冰川表面反照率的降低也是促使冰川消融的原因之一。

    冰川变化冰川流速气候变化冰川反照率地形特征乃钦康桑地区

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    全球冰川融水生物活性铁研究进展

    杨瑞李向应杨船洋易童...
    795-805页
    查看更多>>摘要：铁(Fe)是生物生命活动必需的营养元素，也是高营养盐低叶绿素海域浮游生物生长的重要限制因子。随着冰川加速消融，融水冲刷和冰岩磨蚀作用增强，化学风化速率升高，促使更多Fe元素从基岩转移到融水中。冰川向下游输送了大量生物活性Fe，影响水生生态系统初级生产力，进而影响碳循环并反馈气候系统演化。冰川融水中Fe生物地球化学循环已成为冰冻圈与全球变化领域的研究热点。尽管已经取得一些进展，但在时间和空间尺度上还存在较大不足，尚不清楚融水中Fe的空间变化和输移过程。通过回顾冰川融水Fe浓度和通量及其稳定同位素比率(δ56Fe)的研究成果，分析了Fe及δ56Fe的空间变化特征，量化了区域及全球冰川Fe释放速率，发现融水中Fe浓度具有季节性变化，且受基岩岩性和径流量等因素影响，而融水的Fe通量主要受流量影响。未来应加强冰川融水Fe时空演变过程研究，解析其来源和输移规律，关注可被生物利用的Fe，全面深入认识冰川环境中Fe循环过程及其生态和气候效应。

    铁(Fe)铁稳定同位素比率(δ56Fe)融水冰川

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    不同偏移量追踪算法提取冰川流速的亚像素级精度比较

    杨治斌李刚毛燕婷冯小蔓...
    806-818页
    查看更多>>摘要：偏移量追踪技术不易失相关，是利用光学与SAR卫星影像监测冰川流速的主要手段。该技术通过互相关方法获得像素级偏移量，并通过插值算法达到亚像素级别。实地测量冰川流速不易获取，难以用于验证亚像素级算法精度，因此本文采用图像处理方法对其精度进行分析。本研究以格陵兰Petermann和Kangerlussuaq冰川为例，通过模拟实验设定偏移量场并生成模拟的偏移影像，将COSI-Corr、autoRIFT和ImGRAFT等偏移量追踪软件得到的结果与设定偏移量场对比，而后使用三次函数拟合判断是否存在系统误差，并通过拟合函数的反函数对其进行校正。结果表明COSI-Corr软件的偏移结果的亚像素级系统误差较小，而autoRIFT和ImGRAFT存在一定的亚像素级系统误差且与实验区无关。autoRIFT的亚像素级系统偏差最大，校正后其单方向RMSE平均提升了0。0054pixels(px)，提升率约为11％;而ImGRAFT(CCF-O)和ImGRAFT(NCC)的单方向RMSE平均分别提升了0。0014px和0。0012px，提升率较小。经校正后，autoRIFT精度最优，Petermann和Kangerlussuaq冰川区域的单方向综合精度分别为0。04px和0。12px;ImGRAFT(CCF-O)表现次之，不同实验条件下的单方向精度约为0。08px;ImGRAFT(NCC)较差，Petermann和Kangerlussuaq冰川区域的单方向综合精度分别约为0。09px和0。12px。

    偏移量追踪法COSI-CorrautoRIFTImGRAFT插值精度冰川流速

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    极地冰盖粒雪密实化过程的研究进展

    张雪玉柳林
    819-831页
    查看更多>>摘要：粒雪密实化过程在冰川物质平衡监测和冰芯古气候记录分析等冰川学研究中具有重要作用，近年来国内外学者在极地冰盖开展了大量工作并建立出一系列粒雪密实化模型。本文将典型的极地冰盖粒雪密实化模型分为经验模型(包括半经验模型)和物理模型两大类，综合分析和讨论了两类模型的建模机理、发展现状及不足之处。经验模型关注粒雪柱在密实化过程中的宏观演变，利用实测的粒雪深度-密度数据建立密实化速率方程。目前，该类模型主要研究了温度、积累率、融水渗透和再冻结过程对密实化速率的影响。物理模型聚焦于粒雪晶粒在密实化过程中的微观结构变化，利用晶界滑移、幂律蠕变和晶格扩散等物理机制解释晶粒的生长变形过程。目前，新雪-粒雪转化过程的研究主要基于晶界滑移理论，粒雪-冰川冰转化过程的研究主要基于球形粉末的压力烧结理论。总体而言，极地冰盖粒雪密实化过程的研究在过去几十年取得了长足的发展，但由于粒雪微观结构及其与宏观演变联系的认知匮乏，经验模型缺乏完善的湿粒雪密实化理论，且将稳态假设直接推广到瞬态情景存在一定问题;物理模型由于粒雪密实化的物理机制尚不明确，难以精确刻画粒雪演变的整个物理过程。

    格陵兰冰盖南极冰盖粒雪密实化粒雪密度演变

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    内蒙古呼伦贝尔林区动态融雪过程及其影响因子

    黄坤琳徐维新王海梅扎西央宗...
    832-849页
    查看更多>>摘要：春季融雪过程不仅能反映地域的物候特征，也是陆面过程与水文研究领域的关注重点。林地冠层及枝干遮盖是否影响到地表积雪的维持与消融，是一个值得关注的方面。近年来，小时级野外雪深自动观测站网的陆续组建与运行，为日尺度融雪动态过程及其空间差异性认识提供了条件。本文利用布设于内蒙古呼伦贝尔森林地带的5个野外雪深自动观测站，基于2021—2022年逐小时雪深与同步气温、地温等气象观测数据，分析了呼伦贝尔林区地表积雪的动态融雪规律及其主导因子。结果表明，呼伦贝尔林区冬季积雪可稳定维持约102～155天，大致在每年3月上旬进入融雪期。融雪过程一般约持续5～18天，并可区分为持续融雪与快速融雪两个阶段。当积雪深度<3cm时，地面积雪覆盖进入迅速融化阶段，若当日10:00—20:00平均气温>0℃，林地积雪将在36小时内完全消融。融雪日变化呈现先平后急又缓的特征，最大融雪量出现在10:00—15:00，与草地相比出现时段明显推迟。热量条件是呼伦贝尔林区积雪消融的主要影响因素，以积雪为因变量研究时发现，14:00时0cm地温是影响积雪消融过程与速率的主导因子。

    积雪动态融雪气象因子林地呼伦贝尔

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    1961—2020年新疆区域性强冷空气及寒潮时空分布特征

    王蕊林纾卢国阳刘丽伟...
    850-860页
    查看更多>>摘要：选用1961—2020年新疆99个气象站气温、降水观测日资料，通过相关分析、线性趋势分析等方法，分析了新疆全年区域性强冷空气和寒潮的特征，并应用降水资料对新疆全年强冷空气和寒潮过程的干湿状况进行了识别。结果表明:(1)新疆区域性强冷空气和寒潮频次均有减少的趋势，在21世纪10年代更为显著，这种减少主要体现在秋季强冷空气与秋季寒潮频次的减少;(2)新疆寒潮在冬季3个月的发生频次较为接近;春季与秋季寒潮在11月最多，3月和4月次之;超强寒潮时间主要集中在冬季的12月和1月，强寒潮发生的频率则在2月最高;(3)新疆寒潮过程最低气温有所上升，降温幅度有所减小;过程平均降水量以及最大降水量自20世纪90年代以来较之前明显增加;新疆冬季区域性寒潮的降温幅度比春秋季区域性寒潮过程高1℃左右;(4)寒潮过程中最低气温和降水量最大中心基本出现在阿尔泰山及天山山区。新疆春秋季寒潮多为正常或干过程;冬季寒潮过程有76。4％为正常偏干，较湿和湿过程有85。7％集中在20世纪90年代以来。对寒潮过程干湿状况进行初步识别，有助于更全面地认识新疆寒潮的气候新特征，为防灾减灾服务;(5)冬季北疆及天山大多数站点是72h达到寒潮标准，而南疆则更多是在24h达到寒潮标准。

    新疆区域性强冷空气寒潮温湿特征

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