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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

    雪崩的监测研究综述

    汶林科贾靖姚檀栋
    1679-1702页
    查看更多>>摘要：雪崩是藏东南地区非常严重的一种自然灾害,准确且及时地监测并获得雪崩活动信息在雪崩灾害的减灾防灾中发挥着最为重要的作用.雪崩活动的监测包括实地监测和遥感监测两种基本类型,其中实地监测可以采取雪体试验、定点长期监测和次声地震波三种方法,不同方法相互印证会取得更好的监测效果.近年来随着摄影测量及航空航天科技的发展,遥感监测在雪崩的灾害管理、预测预警以及工程防治中的作用也愈加重要.与实地观测和定点监测相比,雪崩的遥感监测不直接接触不稳定性积雪,所以安全性更高.雪崩的遥感监测采用光学、激光和雷达三种传感器,搭载在地面、航空或者卫星平台之上,可以对不同空间尺度的雪崩进行临时或连续性观测.不同的传感器及平台都有各自的优势和局限性,在实际的雪崩监测中需根据成本、可到达性以及观测目标等因素灵活应用.大范围雪崩的自动监测及其算法问题依然是雪崩遥感监测的难点.藏东南是湿雪雪崩的高发地区,可以采用实地观测和高分辨率的RS-2U雷达影像相结合的方法进行长期监测,并采用哨兵-1号、SPOT或QuickBird光学影像进行验证.波密嘎隆拉隧道附近是藏东南雪崩的高发区,又是连接波密县和墨脱县的主要公路,适合建设固定的雪崩观测站进行长期观测.

    雪崩遥感雪崩监测藏东南

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    基于耦合热传导-冰流模型的冰川钻孔温度重建的气候反演算法比较

    孙欢王宁练张泉
    1703-1715页
    查看更多>>摘要：冰川内部温度与冰面温度变化过程密切相关,因此可由实测冰温-深度剖面重建冰面温度变化.耦合热传导-冰流物理模型及其相关反演算法是基于冰温-深度剖面重建冰面温度变化的理论基础和关键.通过构造理想条件下的数值实验,分析比较了最小二乘法、Tikhonov正则化方法和蒙特卡罗算法重建百年尺度冰面温度变化的实验结果.同时,以我国藏北高原腹地的马兰冰川钻孔资料为例,结合气象资料构造真实钻孔数据模拟实验.分别给出了三种反演算法重建10 a和40 a尺度的冰面温度变化结果,并讨论了不同算法的优劣性和适用性.两组模拟实验结果均表明:Tikhonov正则化方法是目前求解该反问题的最优方法.与其他算法相比,Tikhonov正则化方法在各个时间尺度的重建结果与真实冰面温度变化吻合更好.另外,分别对重建百年和40 a尺度的冰温-深度剖面添加±0.02℃和±0.01℃的随机误差,研究发现Tikhonov正则化方法能够有效降低噪声干扰,相较其他算法得到的解更加稳定.这在一定程度上解决了该反问题中解的稳定性问题.

    冰温-深度剖面热传导-冰流模型反演算法百年冰面温度重建马兰冰川

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    基于SBAS-InSAR技术的西大滩—昆仑垭口地区多年冻土形变分析

    夏星旎赵林汪凌霄周华云...
    1716-1729页
    查看更多>>摘要：多年冻土活动层内部冰-水相变会导致多年冻土地表出现季节性的冻胀和融沉,而其上限处地下冰融化将引起地表的长期沉降,因此揭示地表形变的季节和长期变化规律可为多年冻土变化研究提供新的视角和方法.本文以青藏高原多年冻土区北界(西大滩—昆仑垭口)为研究区,利用C波段降轨Sentinel-1数据,采用SBAS-InSAR技术获取该地区多年冻土2014—2020年的地表形变时间序列结果,并基于长期形变速率和季节性形变量探讨了该地区的多年冻土形变规律.结果表明:在多年冻土北界西大滩沟谷地区,不连续多年冻土区形变空间差异较大,多年冻土区的长期沉降速率和季节性的形变量高于季节冻土区.此外,高温多年冻土地表沉降比低温多年冻土更为显著,形变空间分布特征与地貌单元紧密联系.与西大滩谷地相比,昆仑山垭口地区和楚玛尔河高平原区域的长期形变速率与季节性形变量都明显增大.同时热融湖塘的形成过程与地表形变有着直接的关联,在热融湖塘发展早期,地下冰融化使得区域季节性形变量增大,随着热融湖塘扩张,区域长期沉降速率加剧,热融湖塘进一步发展后,区域季节性形变量可能降低.

    青藏高原西大滩—昆仑垭口多年冻土分布SBAS-InSAR地表形变地貌

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    单轴循环荷载下冻结土石混合体动弹性模量和累积塑性应变研究

    孙凯李志清孔佑兴周应新...
    1730-1743页
    查看更多>>摘要：在寒区工程建设中,研究含块石冻土的动力学特性是保证重大工程建设安全的前提.为了揭示冻结土石混合体在循环荷载下的力学行为,通过开展不同低温(-5℃、-10℃、-15℃)条件下的单轴循环荷载试验,获取了冻结土石混合体的动应力-应变关系,讨论了温度与含石量对动弹性模量的影响,探究了累积塑性应变的变化规律,并提出了相应的演化模型.结果表明:(1)冻结土石混合体的动应力-应变曲线呈现由松到紧再到松的趋势.另外,总结了不同阶段下滞回环的变化特征,发现随着循环次数的增加,首先呈现不闭合的椭圆形,接着是柳叶形,最后是扁长椭圆形.(2)随着温度的增大,动弹性模量有明显的增大趋势.当温度降至-15℃,动弹性模量呈现先增大后减小的趋势.随着含石量的增大,动弹性模量呈现增大的趋势.(3)累积塑性应变与循环次数存在明显的阶段性,可划分为初始变形阶段、稳定变形阶段和快速变形阶段,在此基础上提出了累积塑性应变与循环次数的改进Monismith模型,与Monismith原模型对比,可较好地拟合试验结果.并通过斯皮尔曼相关分析和偏相关分析发现,改进Monismith模型中参数b值与含石量呈显著正相关,参数a与温度呈现显著负相关性.

    冻结土石混合体循环荷载累积塑性应变动弹性模量单轴加载

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    北极监测与评估计划AMAP最新评估报告解读专栏?编者按

    张玉兰康世昌
    1744页
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    AMAP评估报告解读:短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响

    张玉兰罗犀康世昌刘治银...
    1745-1756页
    查看更多>>摘要：基于北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布的"短寿命气候强迫因子(SLCFs)对北极气候、空气质量和人类健康的影响"科学评估报告,本文系统解读了黑碳(BC)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)与硫酸盐(SO42-)气溶胶等短寿命气候强迫因子特征及其对北极气候变化的影响.报告指出:BC、O3和CH4共同促进了北极地区的快速变暖,而SO42-气溶胶对北极气候变化具有致冷效应,由此减缓了由CO2和SLCFs导致的部分增暖效应.全球人为源CH4排放量以及北极大气中的CH4含量持续增加,苔原退化、泥炭地融化、森林火灾频发等导致北极地区BC和有机碳气溶胶排放日益增多,气候变暖进一步导致更大范围且更加频繁的森林火灾和冻土退化,对BC与CH4等释放以及气候效应形成正反馈.因此,SLCFs减排将有利于北极地区生态环境的健康可持续发展.本文同时讨论了北极地区SLCFs评估的不确定性以及未来的研究展望.

    短寿命气候强迫因子气候变化北极黑碳臭氧甲烷AMAP

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    AMAP评估报告解读:北极气候变化及其影响的新认识

    罗犀张玉兰康世昌陈金雷...
    1757-1766页
    查看更多>>摘要：北极理事会北极监测与评估计划(AMAP)工作组于2021年发布了《北极气候变化新进展2021:关键趋势和影响》科学评估报告.报告指出:过去49年(1971—2019年),北极近地表气温升高幅度(3.1℃)约为全球平均的3倍,导致北极降水、海冰、陆地冰、多年冻土和积雪等发生显著变化,冰川加速消融.除白令海外,北极海冰持续减少,是影响中纬度极端天气气候事件形成的原因之一.北极本地极端事件(极端降水、极端热事件、极端冷事件和极端野火)的频发也显著影响着北极生态系统和人类生活.不同情景下北极气候变化预估显示:2040年9月,北冰洋将首次出现无冰状态;到2050年,夏季无海冰将成为北极新常态.由于COVID-19疫情影响使得许多北极研究计划和项目推迟或取消,导致包括一些关键指标在内的数据集在2020—2021年出现空缺.

    北极气候变化海冰积雪AMAP

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    AMAP评估报告解读:气候变化对北极地区持久性有机污染物和新污染物的影响

    潘忆遥卫立甲咸昊陈雨...
    1767-1775页
    查看更多>>摘要：气候变化显著影响北极地区的海陆环境,进而影响北极地区典型污染物的来源、传输与环境归趋.北极监测与评估计划(AMAP)近期发布的AMAP 2020评估报告《北极地区持久性有机污染物(POPs)和新污染物(CEACs):气候变化的影响》指出:(1)气候变暖导致北极冰冻圈内长期储存的污染物重新释放和再分配,北极地区随人类活动加剧产生新污染物排放;(2)气候变暖增强了POPs长距离迁移潜力,海洋"生物泵"过程的强化增加了POPs在深海水域的沉积存储;(3)气候变化产生自然环境变化与生物生态变化,进而影响北极食物网的污染物赋存状态和当地居民的暴露水平.该评估报告显示,气候变化对POPs和CEACs的影响十分复杂,相关机制仍有待深入研究.未来需要将更多具有POPs性质的化学品纳入监管,继续开展国家监测项目,加强跨学科交流与活动以及政府、学校、北极本地居民间的合作.

    持久性有机污染物北极气候变化迁移归趋AMAP

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    不同天气条件下高山滑雪冰状雪赛道制作方法

    季凯程丁明虎孙维君田彪...
    1776-1788页
    查看更多>>摘要：为攻克冬奥会等顶级赛事高山滑雪项目赛道制作技术,在黑龙江省亚布力体育训练基地、张家口密苑云顶乐园和北京延庆国家高山滑雪中心开展了多次冰状雪赛道制作试验,发现-12℃晴空天气条件最适宜开展赛道制作,最优方案为-15～-10℃(气温)/6～9 bar(注水压力)/4～8 s(注水时长).基于试验数据,建立了冰状雪赛道合格标准,以及国际上第一个冰状雪赛道制作的天气-注水定量模型,该模型可应用于大陆性气候条件下高山赛事并有潜力推广至其他冷干地区.此外,研究发现人造雪含水量和微观结构对赛道质量有显著影响,含水量越低、雪颗粒越小、雪形态越均一,赛道稳定性和硬度越大.研究成果弥补了国内有关冰雪体育保障技术的空白,可为我国承担大型冰雪赛事提供智力支撑.

    冰冻圈服务冰状雪赛道冬奥会雪冰工程技术高山滑雪

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    多年冻土地下水及其变化研究进展

    杜发李宗省贡觉扎西桂娟...
    1789-1803页
    查看更多>>摘要：冻土的低渗透性改变了地表水下渗,导致寒区流域产汇流过程发生改变;其季节冻融及引起的活动层深度变化,改变了土壤含水量从而调蓄流域储水量.过去数十年,气候变暖引起冻土退化重塑了寒区水文地质环境、改变了地下水热状况;而多年冻土退化的后果是其所含有的固态冰向液态地下水转化,进而改变多年冻土地下水的时空模态、生态环境和工程设施基础,影响多年冻土的碳汇功能,以及释放封存于其内的温室气体并进一步加速气候变化.尽管水化学和数值模拟技术的发展提升了人们对于冻土地下水补径排和循环机理的理解,但冻土区恶劣的环境和直接监测地下水的困难,仍然使冻土地下水研究存在巨大挑战.本文通过梳理多年冻土地下水相关文献,刻画了多年冻土地下水的时空模态,探讨了冻土与地下水的相互作用,认为在未来的研究中,水化学方法应更加侧重于冻土地下水动态,数值模拟应更加侧重于地下水热过程.另外,还整合了气候变化背景下多年冻土地下水变化的相关研究成果,描述了从补给区-排泄区、冻土融化起始-长期退化至消失过程中地下水的赋存、补径排变化以及这些变化所带来的影响.最后,尝试性探讨了冻土地下水研究未来可能的发展,以期为多年冻土地下水水文、水资源和生态环境研究提供有益参考.

    多年冻土地下水水化学冻土地下水模型冻土退化生态水文效应

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