冰川冻土2023,Vol.45Issue(2) :798-807.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0061

基于机器学习的第三极季节冻土最大冻结深度未来变化预测

Machine learning-based forecasting of future maximum frost depth over the Third Pole

王冰泉 冉有华
冰川冻土2023,Vol.45Issue(2) :798-807.DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2023.0061

基于机器学习的第三极季节冻土最大冻结深度未来变化预测

Machine learning-based forecasting of future maximum frost depth over the Third Pole

王冰泉 1冉有华2
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作者信息

  • 1. 中国科学院 西北生态环境资源研究院 黑河遥感试验研究站/甘肃省遥感重点实验室,甘肃 兰州 730000;中国地质大学(武汉) 环境学院,湖北 武汉 430074;中国科学院大学,北京 100049
  • 2. 中国科学院 西北生态环境资源研究院 黑河遥感试验研究站/甘肃省遥感重点实验室,甘肃 兰州 730000;中国科学院大学,北京 100049
  • 折叠

摘要

最大冻结深度是季节冻土的重要指标,预测第三极地区未来最大冻结深度的变化,对于理解该区域的环境变化,指导生态保护、农牧业生产、工程建设等都具有重要意义.本研究利用基准时期(2000s)良好训练的支持向量回归模型,使用集合模拟策略,预测了2050s和2090s第三极地区在4种SSP情景下最大冻结深度的变化.结果表明,在可持续路径(SSP126)、中间路径(SSP245)、区域竞争路径(SSP370)和化石燃料为主发展路径(SSP585)情景下,不包括多年冻土退化为季节冻土的区域,相对于基准期,季节冻土的最大冻结深度到21世纪末将分别减小10.41 cm(11.69%)、24.00 cm(26.95%)、37.71 cm(42.34%)和47.71 cm(53.57%).最大冻结深度的减小具有海拔依赖性,随着海拔的升高,最大冻结深度减小的速率变大,但是海拔超过5000 m后,最大冻结深度减小速率逐渐减小,这与升温的海拔依赖性较为一致.最大冻结深度的变化也与生物群区有关,在4种SSP情景下,山地草地和灌木区的最大冻结深度减小速率最快,到21世纪末平均每十年分别减小1.80 cm、3.77 cm、5.77 cm和7.24 cm.分流域来看,青海湖流域减小速率最快.模拟预测结果可通过国家青藏高原科学数据中心(DOI:10.11888/Cryos.tpdc.273002)下载使用.该研究结果可为在全球变暖背景下理解第三极季节冻土的未来变化及其生态水文效应提供基础数据与信息.

关键词

第三极/青藏高原/亚洲高山区/季节冻土/最大冻结深度/海拔依赖性

Key words

the Third Pole/Qinghai-Tibet Plateau/High Mountain Asia/seasonally frozen ground/maximum frost depth/elevation dependence

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基金项目

国家自然科学基金(42071421)

出版年

2023
冰川冻土
中国地理学会 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

冰川冻土

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.546
ISSN:1000-0240
参考文献量3
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