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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

    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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    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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    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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    1961—2020年黑龙江省最大雪深时空变化及其影响因素分析

    刘杰张丽娟黄玉桃赵余峰...
    861-875页
    查看更多>>摘要：积雪作为重要的地表覆盖类型,其变化对当地的水文环境、物候变化均有重要的反馈和调节作用.基于1961—2020年黑龙江省62个气象观测站逐日积雪深度观测资料,利用Mann-Kendall检验、经验正交函数(EOF)、相关分析等方法分析了黑龙江省最大积雪深度时空变化特征及其与大气环流、气温和降雪量要素的关系.结果表明:1961—2020年黑龙江省年、冬季、春季和秋季平均最大积雪深度分别为16cm、14cm、10cm和8cm;其中年、冬季和春季最大积雪深度呈显著增加趋势,增加速率分别为1.40cm·(10a)-1(P<0.01)、1.51cm·(10a)-1(P<0.01)、0.76cm·(10a)-1(P<0.05),秋季呈不显著增加趋势.1961—2020年黑龙江省年及各季节最大积雪深度均在20世纪末至21世纪初发生突变,突变后最大积雪深度均表现出年际变幅增大.黑龙江省最大积雪深度呈现出山地(大小兴安岭地区、完达山)大于平原(松嫩平原、三江平原)的空间分布特征,而变化速率为平原大于山地,其中松嫩平原最大积雪深度增速最明显.黑龙江省最大积雪深度存在东-西反向型、东南-西北反向型两种主要变化形式.气温、降雪量、北半球极涡强度、东亚槽强度均影响黑龙江省冬季最大积雪深度,其中降雪量和北半球极涡强度的影响大于气温和东亚槽强度的影响.随着气候变暖,气温和北半球极涡强度对冬季最大积雪深度的影响更加显著.

    最大积雪深度时空变化影响因素黑龙江省

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    中国东部冬季气温变化的主要区域空间模态及其与大气环流的关系

    陈金琪范灵悦高晶
    876-890页
    查看更多>>摘要：本文利用1956—2017年我国519个站点逐日气温资料,通过旋转经验正交函数分析方法得到了近62年我国冬季气温变化主要的区域空间模态,研究了其与大气环流的关系,并进一步使用2018—2023年上述站点冬季气温资料进行验证分析.结果表明,我国冬季气温变化有两个较为稳定的区域空间模态:第一模态主要表现为南方大部分地区出现异常低温,低温极值区位于华南和东南沿海区,称之为南方型;第二模态的气温异常信号主要集中在东北地区,称之为东北型.其中,南方型模态与赤道中太平洋的海温呈显著负相关关系,与东亚冬季风的"南北反向"模态呈显著正相关.当冬季赤道中太平洋海温异常偏冷时,东亚南部地区表现为强烈的低层偏北风距平,北方则无显著偏北风距平,造成南方大部分地区出现异常低温.冬季北极涛动与东北型低温模态有显著联系,当北极涛动呈负位相时,冷高压主要集中在极区,高压东侧盛行东北风,造成东北地区冬季气温异常偏低.近6年中,2018年与2021年冬季呈东北型低温模态,其关键环流系统接近北极涛动负位相,验证了该结论.

    冬季气温空间型态东亚冬季风"南北反向"模态北极涛动

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    冻融环境下再生混凝土毛细吸水特性研究

    肖前慧师姗姗邱继生李蕾蕾...
    909-918页
    查看更多>>摘要：本文采用ASTM C1585-13水工混凝土毛细吸水标准试验方法,研究了冻融循环和再生混凝土粗骨料取代率(0％、20％、40％和60％)对再生混凝土(RAC)毛细吸水性能的影响,建立了冻融环境下RAC初期毛细吸水率的预测模型,并结合非饱和毛细理论,建立了RAC在不同冻融循环次数下相对含水量分布预测模型.结果表明:冻融环境相同时,RAC的累计吸水量和初期毛细吸水率随再生粗骨料取代率的增加而变大;再生粗骨料取代率相同时,RAC累计吸水量和初期毛细吸水率随冻融循环次数的增加而变大;从经济角度来看,40％掺量的RAC抗冻性能较优.经验证,通过回归分析建立的冻融损伤下RAC初期毛细吸水率预测模型,计算精度较高,可用于预测RAC的毛细吸水性能,为RAC的抗冻耐久性评价提供理论依据.

    再生混凝土毛细吸水冻融环境累计吸水量预测模型微观结构

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    冻土未冻水含量与其微结构相关试验分析研究

    陈橙王丹杨成松尚飞...
    944-955页
    查看更多>>摘要：在既定负温下冻土中未冻水和固相冰的动态关系与其初始含水率密切相关,冻土中未冻水含量的改变直接影响了其微观结构的变化,加强不同初始含水率下冻土的未冻水含量与微观结构的定量关系研究对于揭示冻土特殊的物理力学性质具有重要的意义.本文利用新型冷冻扫描电镜对既定负温不同初始含水率(11.8％、23.1％、32.2％、42.2％、54.1％、64.2％、74.8％)下的冻结黏土进行微观结构测试,揭示了不同初始含水率下冻土微观结构的演化特征.同时,利用核磁共振技术测试不同初始含水率和不同温度下冻土的未冻水含量变化过程,探讨了既定负温下初始含水率对冻土未冻水含量与其微结构之间的定量关系.研究结果表明:冻结黏土含水率在液限范围内,随着初始含水率的增加,孔隙结构由集合物间孔隙向粒间孔隙发育,含水率超过液限后,随着初始含水率增加,超集合物间孔隙开始发育,并且在同一负温条件下,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数和孔隙面积随之增大;对于高温冻土,随着初始含水率的增加,孔隙分形维数随未冻水含量的增加而增加,对于低温冻土,孔隙分形维数随未冻水含量的减少而增加;最后,建立了不同试验条件下冻土微观结构与其未冻水含量的经验方程,为揭示冻土特殊物理力学特性提供理论基础.

    冻土微结构冷冻扫描电镜未冻水含量孔隙分形维数

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    河西走廊杂木河流域水文过程对气候和土地利用变化的响应

    夏鸿华杨林山冯起苏迎庆...
    967-979页
    查看更多>>摘要：气候与土地利用/覆被变化是驱动全球水文过程变化的重要因素,开展流域水文过程对气候和土地利用变化的响应研究对揭示区域水文及环境变化具有重要指示意义.本文以河西走廊杂木河流域为研究区,基于多源遥感影像、水文气象站点监测及再分析产品数据,采用SWAT模型、Mann-Kendall(M-K)趋势检验及土地利用动态度等方法,通过分离水文过程驱动因素,设置基准期、气候变化单一作用、土地利用变化单一作用、气候和土地利用变化共同作用等情景,比较分析了杂木河流域水文过程对气候与土地利用变化的响应特征及驱动机制.结果表明,1980—2014年,流域年降水、年平均气温、年径流均有所增加,增加速率依次为0.47mm·a-1、0.067℃·a-1、1.43mm·a-1.流域土地利用分布格局呈现空间异质性,主要土地利用类型为草地、林地及未利用土地.综合土地利用动态度为2.91％,单一土地利用动态度最高的为建设用地.土地利用变化单一作用情景下流域径流减少0.12mm,气候变化单一作用情景、气候和土地利用变化共同作用情景下径流量分别增加6.27mm、6.15mm;各情景下蒸散发均有增加.气候变化对流域径流与蒸散发起主要驱动作用.未来应加强流域气候变化适应性的水资源管理,促进流域水资源的上中下游合理配置.

    气候变化土地利用/覆被变化SWAT模型水文过程杂木河流域

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