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河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征
被引量：
4
1
作者
薛华柱
金磊
+2 位作者
董国涛
张浩杰
李自闯
《水土保持学报》
CSCD
北大核心
2023年第6期65-73,82,共10页
为探究河西走廊地区土壤冻融规律,基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据,通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法,分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明:(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少,总...
为探究河西走廊地区土壤冻融规律,基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据,通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法,分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明:(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少,总体年均发生天数为65天以上,完全融化期发生天数整体上为北部多于南部,在同一纬度上呈东部多于西部,且发生天数为200天以上的地区不断增加;秋季过渡期年均发生天数最少,为50天左右,完全冻结期发生天数随海拔升高而增加,其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显。(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟,南北差异最大为90天以上,且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显。秋季过渡期起始日期与前者相反,由北向南逐渐提前,不同时期空间分布无明显差异。绝大部分地区在12月份进入完全冻结期,高海拔山区在11月份进入完全冻结期。(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后,完全融化期起始日期提前,故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少,而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后,致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加。研究区北部完全冻结期发生天数呈增加趋势,而南部祁连山脉一带则呈现减少趋势,完全冻结期起始日期总体以0.03天/年的速率推迟。(4)山地、绿洲和荒漠地区近40年完全融化期发生天数分别以0.393,0.321,0.288天/年的速率增加,起始日期分别以0.134,0.188,0.206天/年的速率提前,完全冻结期发生天数分别以0.353,0.219,0.016天/年的速率减少,起始日期以0.06,0.10,0.01天/年的速率推迟。在全球变暖趋势下,年均气温每升高1℃,完全融化期发生天数增加8.1天,起始日期提前4.53天,完全冻结期发生天数减少9.02天,起始日期推迟3.27天。研究结果可为土壤冻融对气候变化响应相关研究提供理论依据。
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关键词
土壤
冻融状态
ERA5-LAND
时空变化
河西走廊
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职称材料
冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响
2
作者
张惠忍
李法虎
吕威
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期128-133,共6页
冻融状态影响土壤的抗剪强度从而威胁季节性冻土地区的工程安全、边坡稳定以及土壤流失。通过直剪试验测定了不同冻融状态和初始含水率对青藏地区(S1)和北京地区(S2)土体抗剪强度的影响。结果显示,2种土在未冻和已融状态下的抗剪强度相...
冻融状态影响土壤的抗剪强度从而威胁季节性冻土地区的工程安全、边坡稳定以及土壤流失。通过直剪试验测定了不同冻融状态和初始含水率对青藏地区(S1)和北京地区(S2)土体抗剪强度的影响。结果显示,2种土在未冻和已融状态下的抗剪强度相似,且均随着土含水率的增加而减小,但S1土抗剪强度比S2土大7.5%~9.7%;在冻融状态下,S1土抗剪强度随着土含水率的增加而增大,而S2土则随之减小。S1冻融土抗剪强度在低含水率(≤13.5%)时小于未冻土和已融土,而在高含水率(≥24.5%)时则反之;S2冻融土抗剪强度小于未冻土和已融土。在冻融状态下2种测试土的内摩擦角显著小于未冻土和已融土,而黏聚力整体上则大于未冻土和已融土。与未冻土或已融土相比,2种土在冻融状态下的强度相对较低,宜作为季节性冻土地区工程设计以及土壤流失防治的基本状态。
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关键词
土壤
土壤含水率
抗剪强度
冻融状态
青藏高原
土壤内摩擦角
土壤黏聚力
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职称材料
2000–2023年中国及周边地区近地表冻融数据集
3
作者
赵国辉
张耀南
+1 位作者
余慧明
肖瑶
《中国科学数据(中英文网络版)》
2025年第3期217-231,共15页
近地表冻融循环是陆地表层热力变化的基本特征,是研究寒区冻土分布和气候变化的重要参数。近几十年来,全球变化导致了近地表冻融过程和格局的变化。为支撑气候变暖背景下冻融循环研究和环境影响分析,制备了2000–2023年中国及周边地区...
近地表冻融循环是陆地表层热力变化的基本特征,是研究寒区冻土分布和气候变化的重要参数。近几十年来,全球变化导致了近地表冻融过程和格局的变化。为支撑气候变暖背景下冻融循环研究和环境影响分析,制备了2000–2023年中国及周边地区近地表冻融数据集。首先,基于最新的ERA5-Land逐时温度数据,采用阈值法和时空填补法,得到了经过质量控制的日最高温度、日最低温度和日均温度。其次,在细化冻融循环过程的基础上,采用日最高温度和日最低温度判定了年和日尺度上的冻融状态,结合日均温度,计算得出了近地表年冻融天数、年冻融强度等相关的10个冻融循环特征。本数据集空间分辨率为0.1°和0.01°,地理范围介于3°N–54°N,60°E–136°E,涉及中国、俄罗斯、蒙古国、巴基斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦等20余个国家及地区。ERA5-Land逐时气温数据逐年精度评估结果表明:R2在0.98以上,RMSE在1.5℃以内。数据集验证结果表明:冻融状态的总体分类精度为87%,冻融期最大RMSE小于30 d,冻融强度最大RMSE小于456℃•d。本数据集具有现势性强、要素多、覆盖范围广等特点,可为气候变化背景下近地表冻融循环过程演变规律及其对冰冻圈、水文、生态、环境等的影响研究提供基础数据支撑。
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关键词
2000–2023
冻
融
循环
冻
融
指数
冻融状态
中国
中国周边地区
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职称材料
题名
河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征
被引量：
4
1
作者
薛华柱
金磊
董国涛
张浩杰
李自闯
机构
河南理工大学测绘与国土信息工程学院
黄河水利委员会黄河水利科学研究所
黑河水资源与生态保护研究中心
出处
《水土保持学报》
CSCD
北大核心
2023年第6期65-73,82,共10页
基金
国家自然科学基金项目(51779099)
河南省高校基本科研业务费专项(NSFRF230631)。
文摘
为探究河西走廊地区土壤冻融规律,基于ERA5-LAND逐小时地表温度数据,通过划分不同冻融阶段并结合Mann-Kendall趋势检验及线性回归法,分析河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征。结果表明:(1)春季过渡期发生天数呈现平原多山区少,总体年均发生天数为65天以上,完全融化期发生天数整体上为北部多于南部,在同一纬度上呈东部多于西部,且发生天数为200天以上的地区不断增加;秋季过渡期年均发生天数最少,为50天左右,完全冻结期发生天数随海拔升高而增加,其中春季过渡期发生天数的空间分布随时间变化较明显。(2)春季过渡期和完全融化期起始日期由北向南逐渐推迟,南北差异最大为90天以上,且不同时期完全融化期起始日期空间分布变化明显。秋季过渡期起始日期与前者相反,由北向南逐渐提前,不同时期空间分布无明显差异。绝大部分地区在12月份进入完全冻结期,高海拔山区在11月份进入完全冻结期。(3)研究区大部分地区春季过渡期起始日期滞后,完全融化期起始日期提前,故春季过渡期发生天数总体以0.2天/年的速率减少,而大部分地区秋季过渡期起始日期滞后,致使完全融化期发生天数以0.3天/年的速率增加。研究区北部完全冻结期发生天数呈增加趋势,而南部祁连山脉一带则呈现减少趋势,完全冻结期起始日期总体以0.03天/年的速率推迟。(4)山地、绿洲和荒漠地区近40年完全融化期发生天数分别以0.393,0.321,0.288天/年的速率增加,起始日期分别以0.134,0.188,0.206天/年的速率提前,完全冻结期发生天数分别以0.353,0.219,0.016天/年的速率减少,起始日期以0.06,0.10,0.01天/年的速率推迟。在全球变暖趋势下,年均气温每升高1℃,完全融化期发生天数增加8.1天,起始日期提前4.53天,完全冻结期发生天数减少9.02天,起始日期推迟3.27天。研究结果可为土壤冻融对气候变化响应相关研究提供理论依据。
关键词
土壤
冻融状态
ERA5-LAND
时空变化
河西走廊
Keywords
soil freeze-thaw state
ERA5-LAND
spatiotemporal variations
Hexi Corridor
分类号
S152 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响
2
作者
张惠忍
李法虎
吕威
机构
中国农业大学水利与土木工程学院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第3期128-133,共6页
基金
国家自然科学基金重点项目(41230746)
文摘
冻融状态影响土壤的抗剪强度从而威胁季节性冻土地区的工程安全、边坡稳定以及土壤流失。通过直剪试验测定了不同冻融状态和初始含水率对青藏地区(S1)和北京地区(S2)土体抗剪强度的影响。结果显示,2种土在未冻和已融状态下的抗剪强度相似,且均随着土含水率的增加而减小,但S1土抗剪强度比S2土大7.5%~9.7%;在冻融状态下,S1土抗剪强度随着土含水率的增加而增大,而S2土则随之减小。S1冻融土抗剪强度在低含水率(≤13.5%)时小于未冻土和已融土,而在高含水率(≥24.5%)时则反之;S2冻融土抗剪强度小于未冻土和已融土。在冻融状态下2种测试土的内摩擦角显著小于未冻土和已融土,而黏聚力整体上则大于未冻土和已融土。与未冻土或已融土相比,2种土在冻融状态下的强度相对较低,宜作为季节性冻土地区工程设计以及土壤流失防治的基本状态。
关键词
土壤
土壤含水率
抗剪强度
冻融状态
青藏高原
土壤内摩擦角
土壤黏聚力
Keywords
soils
soil moisture
shear strength
eeze-thaw status
Qinghai-Tibet Plateau
soil internal friction angle
soil cohesion
分类号
S152.9 [农业科学]
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职称材料
题名
2000–2023年中国及周边地区近地表冻融数据集
3
作者
赵国辉
张耀南
余慧明
肖瑶
机构
中国科学院西北生态环境资源研究院
出处
《中国科学数据(中英文网络版)》
2025年第3期217-231,共15页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0711702)。
文摘
近地表冻融循环是陆地表层热力变化的基本特征,是研究寒区冻土分布和气候变化的重要参数。近几十年来,全球变化导致了近地表冻融过程和格局的变化。为支撑气候变暖背景下冻融循环研究和环境影响分析,制备了2000–2023年中国及周边地区近地表冻融数据集。首先,基于最新的ERA5-Land逐时温度数据,采用阈值法和时空填补法,得到了经过质量控制的日最高温度、日最低温度和日均温度。其次,在细化冻融循环过程的基础上,采用日最高温度和日最低温度判定了年和日尺度上的冻融状态,结合日均温度,计算得出了近地表年冻融天数、年冻融强度等相关的10个冻融循环特征。本数据集空间分辨率为0.1°和0.01°,地理范围介于3°N–54°N,60°E–136°E,涉及中国、俄罗斯、蒙古国、巴基斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦等20余个国家及地区。ERA5-Land逐时气温数据逐年精度评估结果表明:R2在0.98以上,RMSE在1.5℃以内。数据集验证结果表明:冻融状态的总体分类精度为87%,冻融期最大RMSE小于30 d,冻融强度最大RMSE小于456℃•d。本数据集具有现势性强、要素多、覆盖范围广等特点,可为气候变化背景下近地表冻融循环过程演变规律及其对冰冻圈、水文、生态、环境等的影响研究提供基础数据支撑。
关键词
2000–2023
冻
融
循环
冻
融
指数
冻融状态
中国
中国周边地区
Keywords
2000–2023
freeze-thaw cycle
freezing and thawing indices
freeze-thaw state
China
China and surrounding regions
分类号
P642.14 [天文地球]
P467 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
河西走廊近40年地表土壤冻融状态变化特征
薛华柱
金磊
董国涛
张浩杰
李自闯
《水土保持学报》
CSCD
北大核心
2023
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响
张惠忍
李法虎
吕威
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
在线阅读
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职称材料
3
2000–2023年中国及周边地区近地表冻融数据集
赵国辉
张耀南
余慧明
肖瑶
《中国科学数据(中英文网络版)》
2025
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职称材料
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