摘要
在气候变暖背景下,土壤热状态的变化正对土壤中发生的物理、化学以及微生物过程起着至关重要的作用.土壤热状态通常由气温主导,并受到植被、积雪、土壤性质等局部因素控制.积雪改变了大气与土壤之间的能量交换,对冷季土壤热状态起到了决定性作用.本文基于新疆地区中国气象局77个观测站点逐日的积雪深度、气温、地表温度(土壤0 cm处)数据,利用统计分析与数值模拟方法,综合探究了新疆地区季节性积雪对土壤温度的影响,同时揭示了新疆地区积雪对土壤热状态影响的原理机制.结果表明,2005-2020年新疆地区77个气象站点冷季地表温度、气温、积雪深度、地气温差在空间上的分布具有一致性.2005-2020年稳定积雪站的冷季(10月—次年3月)平均雪深为5.9 cm,平均气温为-4.6℃,平均地表温度为-1.3℃.而非稳定积雪站平均气温为1.4℃,平均地表温度为2.4℃.地气温差受积雪深度的控制,积雪每增加1 cm,地气温差增加0.26℃.拟合结果显示,气温每增加1℃,当积雪深度为 5 cm时,地表温度增加0.57℃;当积雪深度为30 cm时,地表温度增加0.20℃.进一步选取典型稳定积雪站阿勒泰站开展了2008年积雪年(2008年7月1日—2009年6月30日)的模拟试验,结果表明,当积雪密度从200 kg∙m-3增加至400 kg∙m-3时,积雪下方平均地表温度升高2.2℃;在保持2008年模拟时段积雪深度相同的情况下,降雪提前、降雪推迟、控制组三种情景的模拟结果显示,阿勒泰站2008年积雪期的平均地表温度分别为-2.7℃、-5.5℃、-3.6℃,表明降雪发生的时间越早,地表温度越高.
基金项目
大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGED2023-5-1)
国家自然科学基金(42101134)
中国科学院青年创新促进会项目(2023075)
中国科学院特别研究助理项目()
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