首页期刊导航|冰川冻土
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

    雅鲁藏布江流域奴下水文站极端降水与极端径流的关系研究

    黄桂锋孙赫姚檀栋
    1099-1112页
    查看更多>>摘要：青藏高原是亚洲十多条大江大河的发源地，被称为"亚洲水塔"。随着全球变暖加剧，青藏高原极端水文和气象事件频发。然而，其复杂的气候和下垫面(冰川、积雪、和冻土等)特征，限制了对该地区极端径流对极端降水响应关系的理解。本文以青藏高原南部的雅鲁藏布江流域为例，利用逐日降水和径流数据，通过改进极端径流阈值法，并结合相关分析等方法，研究了不同发生概率下极端径流与极端降水之间的关系。研究结果表明:(1)雅鲁藏布江流域的极端径流事件通常持续1～2天，且随着发生概率的减小，事件持续时间相应缩短。(2)发生概率为10％、5％和1％的极端径流与极端降水的相关系数在0。07～0。28之间(P<0。01)，且随着极端降水发生概率的增加，两者之间的响应关系逐渐加强。(3)在奴下水文站，极端径流对该水文站以上雅鲁藏布江流域极端降水的响应强度最大，而对奴下气象站和林芝气象站的响应相对较弱，同时，最高响应时间滞后一天。此外，极端径流对极端降水的响应关系也受到流域湿润程度、植被状况和土壤湿度等因素影响。本文改进的极端径流识别方法能够有效捕捉雅鲁藏布江流域受极端降水影响的极端径流事件，提高了径流组分复杂的高寒流域极端径流对极端降水响应关系的理解。与此同时，该研究还能够为气候变暖背景下雅鲁藏布江流域的水资源管理和区域经济发展提供重要的理论支撑和科学指导。

    极端降水极端径流极端径流识别方法雅鲁藏布江

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    青藏高原北部格尔木河流域水文过程的模拟与预估

    饶天兴周刚张世强
    1113-1127页
    查看更多>>摘要：水文过程的准确模拟和预估对青藏高原水资源的管理和保护具有重要意义。然而，国家气象观测站点非常有限且分布不均，对高原地区水文过程的准确模拟带来很大挑战，因此利用多源降水资料是提高模拟精度的有效手段。本研究以青藏高原北部的格尔木河流域为例，使用VIC-CAS模型，以ERA5、WorldClim及TPHiPr三种降水产品的多年月平均降水量为背景场，利用气象站点观测数据进行插值得到气象驱动场，对格尔木河流域径流过程进行模拟与分析，并利用降尺度后的CMIP6气候模式数据对流域未来径流进行了预估。结果表明:以ERA5的多年月平均降水量作为协变量，并使用TPS插值法得到的气象驱动所模拟的效果最好，率定期和验证期的纳什效率系数(NSE)分别为0。71和0。70。格尔木河流域冰川融水与积雪融水对年径流量的贡献分别约为14。9％和32。5％。1971—2019年在年降水量缓慢增加及气温上升趋势显著的背景下，融雪径流和冰川径流的增加速率分别为0。28×108 m3·(10a)-1和0。03×108 m3·(10a)-1，年径流以0。54×108 m3·(10a)-1的速率增加，融雪径流增加贡献率超过50％。预估格尔木河流域2025—2100年在SSP2-4。5和SSP5-8。5情景下年均径流量分别为10。92×108 m3和11。51×108 m3，增加速率分别为0。38×108 m3·(10a)-1和0。51×108 m3·(10a)-1;预估在SSP2-4。5和SSP5-8。5情景下，未来时期融雪径流与冰川径流均于21世纪20年代和30年代相继达到拐点，到21世纪末期出现大幅减少。本研究对青藏高原其他观测资料缺乏地区的径流模拟也具有一定的借鉴价值。

    水文模拟VIC-CAS格尔木河流域径流预估

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    青藏高原腹地各拉丹冬峰东坡现代冰川地形10Be暴露测年的初步研究

    陈净玲赵井东邱锦坤季卉晗...
    1128-1134页
    查看更多>>摘要：青藏高原及周边山地现代冰川外围新鲜无风化的冰川地形多为小冰期结束后冰川退缩所成，这些地形包含有近几十年至上百年的气候环境变化信息，对它们进行研究有望揭示101年时间尺度上的冰川波动并探讨其驱动机制。本文尝试应用原生宇宙成因核素10Be暴露测年技术对青藏高原腹地，唐古拉山西段各拉丹冬峰地区的岗加曲巴冰川外围的现代冰川地形进行年代测定。测得1969年冰川退缩后出露的基岩磨光面的年龄为(11076±688)a(G19-01);1969年至小冰期冰碛垄间底碛中5个花岗岩漂砾(G19-02～06)的年龄分别为(125±15)a、(65±13)a、(86±13)a、(96±15)a、(104±15)a。测年结果显示冰川磨光面的年龄与地貌关系明显不符，推测是基岩表层侵蚀量不足，未能有效去除先前累积的核素所致;漂砾的测年结果与地貌关系基本相吻合。本研究表明，在10Be产率较高的高原山地，若能采集到基本未受核素继承影响的漂砾，增加纯石英的使用量可测定近百年来所成的现代冰川地形的年龄。本文测得的10Be年龄进一步表明该测年技术具有细化101年时间尺度上冰川波动的潜在应用前景和弥补青藏高原腹地气候环境变化器测记录和代用指标的不足，对高海拔地区年轻地貌体的年代测定研究也有一定的借鉴意义。

    10Be暴露测年现代冰川地形唐古拉山青藏高原腹地

      原文链接:
    • 万方数据

    青藏高原热融滑塌研究进展综述

    罗炳楠刘文惠谢昌卫刘海瑞...
    1135-1155页
    查看更多>>摘要：在全球气候变暖的大背景和人类活动产生的增温效应影响下，青藏高原多年冻土加速退化，致使热融滑塌频发。这一现象不仅直接影响区域生态环境，还对工程建筑物的稳定性造成潜在威胁。本文旨在通过综述青藏高原多年冻土区热融滑塌的研究进展，概括热融滑塌的形成机理、提取方法、发育特征、影响机理及其对环境和工程的影响等，以期为热融灾害防治和气候变化评估预测提供科学依据。总结得出:热融滑塌的形成是多种复杂因子作用并长期积累的结果，常造成溯源侵蚀。其发育形状各异，以长条形、支岔形、多头舌为主。热融滑塌在空间上呈不均匀分布，集中在青藏工程走廊。其空间分布主要受地形与冻土条件影响。此外，热融滑塌会改变土壤结构和理化过程，对区域碳循环产生影响，进而增加全球或区域性的温室气体排放。监测热融滑塌通常采用高空间分辨率遥感影像解译与无人机实地验证相结合的方式。目前研究中多结合Planet Cube Sat影像与深度学习算法，实现对大范围冻土区热融滑塌的自动识别与制图。Deep Lab V3+等深度学习模型在未来大范围热融滑塌研究中有很好的应用前景。随着我国青藏高原地区工程建设和生态环境保护的需求增长，探究热融滑塌的形成机理、发育特征、影响机理及其对环境和工程的影响，可为青藏高原工程规划、热融灾害防治、环境保护提供理论基础和科学依据。

    青藏高原热融滑塌发育特征驱动机制环境和工程影响

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    黑龙江省冰雪生态系统服务价值时空演变

    耿帅郝喆闫振宇
    1156-1168页
    查看更多>>摘要：黑龙江省是我国北方典型的严寒地区，冰雪分布对该地区社会和经济发展有重大影响。在MODIS、统计数据和气象站数据的基础上，基于功能量法，利用市场价值法、替代成本法、生态贡献度等方法，对黑龙江省2012—2022年冰雪生态系统服务价值时空演变进行了研究。结果表明:10年间黑龙江省积雪面积整体上呈增加态势，由2012年的108×104 km2增加到2022年的115×104 km2，其中哈尔滨市变化幅度最大，变化量为18。08×104 km2。受全球气候变暖影响，黑龙江省冰雪生态系统服务总价值呈现先降低、后升高态势，由2012年的3874。11×108元减少到2017年的3041。65×108元，再增加到2022年的5501。92×108元，呈现南北高、东西低的特征。在各单项服务中，气候调节服务占比最大，为38。46％;空气加湿服务最小，为0。18％。大兴安岭地区、黑河市、佳木斯市和双鸭山市的生态贡献度分别为20。45％、18。81％、14。97％和10。21％，是主要贡献因子。本研究提高了对冰雪系统服务价值的认知，丰富了生态系统服务功能的内涵，可为冰雪相关政策制定提供参考依据。

    黑龙江省冰雪生态系统服务价值时空演变生态贡献度

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于多源数据的黄河源区降雪比变化及其影响因素

    宋怡铭徐世琴余钟波董宁澎...
    1169-1183页
    查看更多>>摘要：黄河源区是黄河流域关键产流区域，对气候变化十分敏感。在气候变暖背景下，降水形态转变及其影响因素的研究依然不足。围绕这一重要科学问题，本研究基于地面气象站点观测和多源高分辨率气象数据集[China Meteorological Forcing Dataset(CMFD)、ECWMF ERA5-Land(ERA5-Land)、Multi-Source Weather(MSWX)]，采用湿球温度参数化模型对1980—2015年黄河源区降水形态进行区分，并对降雪比长期变化趋势及其影响因素进行了综合研究。结果表明，1980—2015年黄河源区降水量整体呈增加趋势，降水形态向降雨转变，降雪量减少，平均降雪比呈显著下降趋势(P<0。05)，四套数据源的降雪比平均下降速率为0。002 a-1(P<0。05)。降雪比呈显著下降趋势(P<0。05)的格点占比分别为98。31％(ERA5-Land)、96。87％(MSWX)、67。62％(CMFD)。黄河源区中西部降雪比下降速率较快，下降速率最大的地区为玛多、达日等地。三套格点产品中CMFD能够较好地呈现降雪比变化趋势的空间差异，MSWX次之，而ERA5-Land降雪比变化趋势空间变异较小。源区降雪比与年平均气温、降水量相关性较高(P<0。05)，相关系数r分别为-0。42和-0。48，亦受到西风的影响(r=-0。31，P=0。07)。研究结果有助于加深气候变暖对黄河源区水文气象过程影响的科学认识，为黄河流域区域水资源管理提供理论支撑。

    黄河源区降水形态湿球温度参数化模型降雪比气候变化

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    基于Crocus模型的雪深模拟研究

    陶星宇柳锦宝拉珍巴桑...
    1184-1196页
    查看更多>>摘要：雪深的准确模拟对于寒区的水文过程、气候变化、生态环境具有重要意义。积雪过程模型可以定量模拟物理环境对积雪参数的影响过程，从物理意义上定量模拟区域雪深。但是，目前积雪过程模型模拟存在参数设置复杂、不确定性大等问题。因此，有必要通过参数率定找到最适应区域的参数组合，从而完成模型参数的本地化。本文应用Crocus模型，在西藏自治区的聂拉木站、普兰站和帕里站进行3 a(2019—2021年)逐日雪深模拟，利用UQ-Pyl进行模型参数的敏感性分析及率定，构建以上站点的Crocus模型，并通过相关系数(R)、标准差比(SDC)、纳什效率系数(NSE)、平均差值(BIAS)和均方根误差(RMSE)综合评估Crocus模型在聂拉木站、普兰站和帕里站的适用性。结果表明:聂拉木站、普兰站、帕里站的Crocus模型主要敏感参数分别有20、15、13个;Crocus模型在聂拉木站的雪深模拟效果最佳(R=0。989、SDC=0。990、NSE=0。978、BIAS=0。276 cm、RMSE=4。280 cm)，普兰站和帕里站次之;其中，聂拉木站的积雪沉降、积累和融化过程得到了很好的模拟，普兰站在积雪较厚时模拟效果更优，帕里站在每年3—4月时模型高估了雪深，但变化趋势基本一致，3个站点的日雪深模拟结果基本反映了雪深日变化过程。本文对Crocus模型的本地化是对积雪过程模拟研究的有益补充，为理解和揭示西藏自治区的积雪过程可提供科学依据和信息，同时，也为提高区域气候预测水平、水资源有效管理、灾害预防和应对提供有力支撑。

    积雪深度Crocus积雪模型雪深模拟UQ-Pyl敏感性分析参数率定

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    寒区隧道内气温分布特征及影响因素

    张力杰穆彦虎王继伟李凌洁...
    1197-1213页
    查看更多>>摘要：受严寒气候影响，寒冷地区的隧道工程普遍面临不同程度的衬砌挂冰、冻融损伤甚至开裂、路面结冰、排水系统冻结失效等一系列冻害问题，给隧道工程的建设和运营带来了极大的挑战。负温环境是隧道冻害产生的必要条件，掌握隧道内气温沿进深方向的分布是寒区隧道冻害研究和工程防治措施采取的基础和前提。然而，不同寒区隧道工程的隧址区环境气象、工程结构和交通情况等因素各不相同，导致不同隧道内气温的分布特征存在显著差异。因此，准确地预测和获取寒区隧道内气温纵向分布仍是亟待解决的问题。为得到寒区隧道内气温分布特征及其影响因素，本文采用文献调研和数据统计与分析的方法，收集整理了我国52座寒区隧道内气温的现场监测数据以及相关影响因素数据。依据寒区隧道内气温分布特征，将其划分为对称型、非对称型和贯通型三类，并对各类型寒区隧道的长度和埋深情况进行了统计分析。在此基础上，探讨了隧址区气温和隧道围岩地热以及洞内通风对隧道内气温分布的影响机制，之后针对引起隧道内空气流动的自然风、工程建设、机械通风和交通情况四类因素进行了分析，并指出各类因素的主次影响顺序。研究表明，当隧道两端洞口自然环境要素基本相同且两端洞口高差不大时，隧道内气温往往呈对称型分布;当隧道内存在较大纵坡坡度或受洞外盛行风向影响时，隧道内气温多呈非对称型分布;而当隧道长度较短、埋深小且盛行单向风时，隧道内气温分布常为贯通型。隧址区(隧道进出口)环境气温对隧道内气温分布起决定性作用，隧道埋深状况决定了地热作用从而对洞内气温产生重要影响。通风是影响隧道内气温的关键因素，其中自然风、工程中纵坡设计因素分别为进出口高差较小、长度较短的隧道和进出口高差较大、长度较长的隧道内气温分布的主导因素，工程附属结构、机械通风、交通情况为相对次要因素。本研究工作可为寒区隧道冻害问题研究和保温设防设计以及运营维护提供参考。

    寒区隧道冻害气温分布统计分析影响因素

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    高温不稳定多年冻土区保温护道路基热状况监测分析

    张玉芝贾明涛朱东鹏梁少杰...
    1214-1224页
    查看更多>>摘要：基于高温不稳定多年冻土区保温护道路段地温监测数据，分析了天然场地及左右路肩下地温、年平均地层温度、热收支及多年冻土上限变化等，探讨了气候变暖及阴阳坡效应下路基不同位置不同深度热状态变化特性及其与天然场地的差异。结果表明:左右路肩阴阳坡效应显著，左路肩下多年冻土最大融化深度为右路肩的2倍，最大融化深度降低速率为右路肩的5倍，且左路肩下多年冻土上限下降速率为右路肩的1。5倍;右路肩处在阴坡且保温护道可能对其多年冻土维持稳定起到了一定积极作用，抬升了其人为冻土上限并减缓了上限下降速率。不同位置年平均地层温度均呈上升趋势，且增长速率随深度逐渐降低，然而左路肩的路基与天然场地交界面附近温度增长速率大于2。5 m深度处，表明此特殊位置土层在多因素作用下可能受到更强的热扰动影响。一般情况下，冻土吸热放热量均随深度降低逐渐减少，但多年冻土上限处在0℃等温线的特殊位置，可能出现吸热量突然增大的现象;多年冻土上限处由于深度较深，热收支增长速率已不受阴阳坡效应影响，该断面左路肩多年冻土上限处年平均热收支为右路肩的2。92倍，但其热收支增长速率几乎相等。

    青藏公路高温不稳定冻土热收支年平均地层温度多年冻土上限

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普

    隔水透气隔断层对寒旱区盐渍土水盐迁移及变形特性的影响

    周凤玺杨仕钊张留俊马强...
    1225-1233页
    查看更多>>摘要：针对寒旱区盐渍土水盐迁移引起的盐冻胀变形病害问题，本研究提出了一种新型的隔水透气膜隔断层处理方法，并开展了相应的理论分析和室内试验研究。基于多孔介质理论和连续介质力学理论，通过考虑温度变化下孔隙水盐相变等因素，建立了非饱和盐渍土的水-热-盐-力多场多相耦合模型。在水盐补给条件下，采用数值模拟和室内模型试验研究了非饱和硫酸盐渍土的水盐迁移和盐冻胀变形特性，并验证了模型的有效性。重点分析了设置隔水透气膜对非饱和硫酸盐渍土热质迁移及变形行为的影响。研究结果表明:隔水透气层对液态水和溶解盐的迁移具有明显的阻滞作用。同时，由于隔断层的透气特性，可有效地解决传统土工膜隔断层下气体聚集现象。研究成果可为盐渍土路基处理提供技术与理论基础。

    硫酸盐渍土隔水透气隔断膜水盐迁移数值模拟室内试验

      原文链接:
    • 万方数据
    • 维普