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顾及土壤热传导-对流效应的InSAR冻土活动层厚度估计
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作者 杨沙 王琪洁 +1 位作者 李佳晨 张亚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2568-2581,共14页
冻土活动层厚度(Active Layer Thickness,ALT)的变化是反映青藏高原多年冻土发育情况及其状态的一个重要指标,监测活动层厚度变化对寒区景观稳定发展、碳循环等方面具有非常重要的意义.由于合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthe... 冻土活动层厚度(Active Layer Thickness,ALT)的变化是反映青藏高原多年冻土发育情况及其状态的一个重要指标,监测活动层厚度变化对寒区景观稳定发展、碳循环等方面具有非常重要的意义.由于合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术具有大范围、高精度、高时空分辨率等优势,近年来逐渐被用于反演活动层厚度.已有研究中基于InSAR和土壤一维热传导模型的活动层厚度估计方法,没有充分考虑到冻土中土壤水分对流引起的热量传递.因此本文提出了基于InSAR时序形变及土壤热传导-对流模型的活动层厚度估计方法,利用土壤热传导-对流模型建立InSAR探测的最大融沉形变与最高地温之间的滞后时间与活动层厚度之间的相关关系,实现了由滞后时间直接推算大范围、高分辨率的冻土活动层厚度.本文以青藏高原五道梁多年冻土区为例,利用116景Sentinel-1影像图作为实验数据,估计了该地区2017—2020年的平均活动层厚度.结果表明,活动层厚度值范围为0~7.0 m,平均活动层厚度为3.06 m,与已有研究中相近时间段相关成果及观测数据结果一致.本文方法兼顾冻土水热过程,证明了土壤热传导-对流模型在冻土活动层厚度反演中具有良好的应用前景,可用于青藏高原其他偏远地区的高空间分辨率活动层厚度反演. 展开更多
关键词 冻土 土壤热传导-对流模型 青藏高原 活动层厚度 INSAR
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2000~2020年青藏高原冻土活动层厚度变化规律 被引量:2
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作者 朱寒江 王卫光 《水电能源科学》 北大核心 2022年第4期175-178,195,共5页
为探究青藏高原近年来冻土退化情况,使用MOD11A1地温数据和Stefan模型,在1 km的空间尺度上模拟了青藏高原2000~2020年的多年冻土活动层厚度(A_(ALT))。结果表明,近20年来青藏高原多年冻土A_(ALT)平均值达到2.43 m,A_(ALT)较厚的地区主... 为探究青藏高原近年来冻土退化情况,使用MOD11A1地温数据和Stefan模型,在1 km的空间尺度上模拟了青藏高原2000~2020年的多年冻土活动层厚度(A_(ALT))。结果表明,近20年来青藏高原多年冻土A_(ALT)平均值达到2.43 m,A_(ALT)较厚的地区主要分布在多年冻土区的边缘,而A_(ALT)较薄的地区主要分布在大片连续多年冻土区的内部。A_(ALT)增厚区多呈面状、集中分布,主要分布在气温较高的青藏高原西部,且A_(ALT)与气温随时间的波动情况相似,都有增加趋势,说明A_(ALT)可能受气温的影响;而A_(ALT)变薄区多呈点状、零散分布,主要分布在青藏高原东部和西南部分地区。青藏高原上不同植被类型的A_(ALT)从大到小依次为灌丛>林地>草地>永久湿地;在灌丛地区,A_(ALT)与N_(NDVI)呈显著负相关关系。 展开更多
关键词 青藏高原 多年冻土 活动层厚度 气温 植被
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青藏高原永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图
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作者 陈吉科 赵玉国 +2 位作者 赵林 方红兵 张甘霖 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期499-506,共8页
以青藏高原为研究区,采用数字土壤制图方法,进行了少量调查样本支持下的永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图研究。利用土壤和景观环境之间关系,筛选建立了活动层厚度预测指标集:地表昼夜温差、海拔、坡度、坡向、归一化植被指数(ND... 以青藏高原为研究区,采用数字土壤制图方法,进行了少量调查样本支持下的永冻土活动层厚度预测指标集的建立及制图研究。利用土壤和景观环境之间关系,筛选建立了活动层厚度预测指标集:地表昼夜温差、海拔、坡度、坡向、归一化植被指数(NDVI)、母岩。利用样点个体代表性方法实现了该区永冻土活动层厚度分布制图,取得了较高的精度和分辨率,克服了永冻土活动层厚度模拟过程中数学物理模型难以进行空间扩展制图以及半经验模型制图分辨率粗的局限。针对调查样点全局代表性较差以及数量有限的局限,本研究没有采用常规的一次性全样本最优建模方式,而采取多次抽样分别建模方式,获得预测指标集和制图结果。 展开更多
关键词 永冻土 活动层厚度 因子筛选 土壤制图
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基于MODIS温度的青藏高原多年冻土活动层厚度变化研究 被引量:4
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作者 龚婷婷 高冰 +2 位作者 吉子晨 曹慧宇 张蕴灵 《地理科学》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第10期1848-1856,共9页
基于MODIS温度数据,采用TTOP模型和Stefan公式模拟了青藏高原地区的冻土分布并计算了活动层厚度,并与地面观测结果进行了对比。结果表明:2003—2019年青藏高原多年冻土面积为1.01×10^(6) km^(2);多年冻土活动层厚度区域平均值为1.7... 基于MODIS温度数据,采用TTOP模型和Stefan公式模拟了青藏高原地区的冻土分布并计算了活动层厚度,并与地面观测结果进行了对比。结果表明:2003—2019年青藏高原多年冻土面积为1.01×10^(6) km^(2);多年冻土活动层厚度区域平均值为1.79 m,活动层厚度区域平均的变化率为3.67 cm/10a,且草甸地区的变化率明显大于草原地区,5100~5300 m高程带的活动层厚度变化速率最大。 展开更多
关键词 青藏高原 多年冻土 活动层厚度 MODIS数据 Stefan公式
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青藏高原多年冻土活动层厚度探测方法综述
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作者 闫家倩 王雯杰 韩晨 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期209-211,共3页
青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原,被称为"世界的屋脊"和"世界第三极",较高的海拔和严酷的气候发育出世界上中低纬度区海拔最高、面积最大、分布最广的多年冻土。
关键词 青藏高原 多年冻土 活动层厚度探测
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不同大气强迫作用下陆面模式CAS-LSM多年冻土活动层厚度模拟与不确定性研究
6
作者 李锐超 谢瑾博 谢正辉 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2021年第1期31-44,共14页
冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义。本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM(Chinese Academy of Sciences Land Surface Model),采用0.9°(纬度)&... 冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义。本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM(Chinese Academy of Sciences Land Surface Model),采用0.9°(纬度)×1.25°(经度)分辨率,结合4种大气强迫数据(全球土壤湿度项目强迫数据集GSWP3、美国国家大气研究中心/美国国家环境预报中心强迫数据集CRU-NCEP、普林斯顿全球强迫数据集Princeton、全球变化以及水文观测项目强迫数据集WFDEI)针对1960~2009年进行全球模拟,研究不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度变化趋势及其不确定性。通过与活动层厚度观测数据比较,陆面过程模式CASLSM模拟的活动层厚度与观测值比较接近。结果表明:在1960~2009年期间,不同大气强迫作用下多年冻土活动层厚度基本呈现增加的趋势,基于强迫数据WFDEI模拟的活动层厚度增加趋势最大。不同大气强迫数据模拟的活动层厚度区域平均和变化趋势范围为1.1~1.25 m和0.27~0.51 cm/a,相对变化的不确定性范围为11.2%~23.5%。其中青藏高原地区、北美地区、欧亚大陆北部地区的活动层厚度区域平均和变化趋势范围分别为2.26~2.81 m、1.07~1.31 m、1.32~1.48 m和0.47~1.0 4 cm/a、0.29~0.48 cm/a、0.25~0.55 cm/a。通过对地表温度以及气温的变化趋势分析表明:大气强迫数据中气温的差异是造成这些差异的主要原因。 展开更多
关键词 多年冻土 活动层厚度 气象强迫 陆面模式
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基于地理统计与系统动力学的多年冻土活动层厚度模拟研究
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作者 俞阳 闵雪峰 +2 位作者 赵锐 孟祥连 李传松 《生态科学》 2025年第2期20-30,共11页
全球气候变暖引起青藏高原多年冻土活动层厚度增加,冻土退化问题日趋严峻,潜在威胁当地生态环境和寒区基础设施安全。多年冻土活动层厚度(ALT)精准模拟有助于制定缓解气候变化对冰冻圈的影响方案。通过耦合地统计与系统动力学方法构建了... 全球气候变暖引起青藏高原多年冻土活动层厚度增加,冻土退化问题日趋严峻,潜在威胁当地生态环境和寒区基础设施安全。多年冻土活动层厚度(ALT)精准模拟有助于制定缓解气候变化对冰冻圈的影响方案。通过耦合地统计与系统动力学方法构建了ALT计算模型,突破了SD与GIS在广域范围内的数据桥接问题,同时实现了ALT计算精度的提高和时空可视化。以青藏铁路可可西里-安多站沿线为研究区,模拟结果表明ALT模拟精度达95%以上,该区域ALT的年增幅为0.005 m·a^(–1),同时指出气候变化和人为扰动均是引起冻土活动层退化的决定因素。 展开更多
关键词 多年冻土 活动层厚度 系统动力学 动态数据交换
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2000~2021年北半球多年冻土区NDVI变化趋势及其影响因素 被引量:1
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作者 李羽莹 刘桂民 +5 位作者 吴晓东 王耀新 康国慧 赵俊 董云霞 王琳 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2024年第3期321-333,共13页
气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被... 气候变暖正在导致北半球多年冻土区的土地覆被类型和植被生物量发生快速变化,而不同冻土类型区和不同土地覆被类型区对气候变化的响应程度尚不清楚。基于Slope趋势分析和皮尔逊相关性分析,量化了2000~2021年北半球多年冻土区归一化植被指数(NDVI)的时空变化及其对气候变化的响应。结果表明:约21.43%的多年冻土区NDVI值表现出显著增长趋势,其中连续和不连续多年冻土区的NDVI值增长速率是零星多年冻土区的2~3倍。在月尺度上,约33.75%多年冻土区的NDVI值在6月呈显著增长趋势,其中连续多年冻土区和灌丛植被类型区的增长速率最快。气温、降水量和活动层厚度均呈显著上升趋势,积雪覆盖率呈下降趋势。气温升高对俄罗斯等低纬度冻土区的植被生长起到了促进作用;降水在蒙古高原等一些特定干旱区对植被生长具有促进作用,但在俄罗斯中部和加拿大南部存在不利影响;积雪对于俄罗斯南部等积雪覆盖较低地区的植被生长有促进作用,而对于北极等积雪覆盖较高的地区存在不利影响;活动层厚度的增加有助于俄罗斯北部等冻土区的植被加速生长。总之,北半球多年冻土区植被整体呈增长趋势,气温升高仍然是北半球多年冻土区植被生长的主控因素,但不同多年冻土类型区的NDVI值增长有着明显的月份差异,因此在以后植被模型的发展和改进时需要考虑月份的差异。 展开更多
关键词 归一化植被指数 气温 降水 积雪 活动层厚度 时空变化 皮尔逊相关性分析 多年冻土区
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疏勒河上游地区植被物种多样性和生物量及其与环境因子的关系 被引量:72
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作者 陈生云 刘文杰 +6 位作者 叶柏生 杨国靖 宜树华 王发刚 秦翔 任贾文 秦大河 《草业学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期70-83,共14页
物种多样性与生物量及其环境因子的关系是生态学和环境科学领域的热点问题,而多年冻土退化的生态效应是冰冻圈科学研究的重要内容之一。因此,本研究以疏勒河上游地区21处试验样地的9种类型植被为对象,初步分析物种多样性和群落盖度、生... 物种多样性与生物量及其环境因子的关系是生态学和环境科学领域的热点问题,而多年冻土退化的生态效应是冰冻圈科学研究的重要内容之一。因此,本研究以疏勒河上游地区21处试验样地的9种类型植被为对象,初步分析物种多样性和群落盖度、生物量及其同海拔梯度、土壤理化性质和多年冻土区活动层厚度的关系。结果表明,物种多样性与群落盖度、生物量存在显著的"单驼峰型"关系,同海拔梯度关系满足"中度膨胀"理论。另外,0~40 cm深度土壤中有机质和全氮含量高,速效养分含量适中,而pH值、全钾和全磷低,则使植被群落盖度升高、生物量增加,物种多样性表现出先增加后减少的趋势,而具有高饲用价值的莎草科类植物增多,杂草类植物减少。定量分析表明,多年冻土退化,活动层厚度增加,土壤pH值升高,有机质、全氮、速效磷和速效氮含量明显降低,全钾和速效钾含量增加至一定程度后减少;从而导致植物组成由湿生型逐渐向中旱生乃至旱生型转变,植被类型由高寒沼泽草甸演替为高寒草甸、黑土滩及高寒草原,最终成为沙化草地,群落盖度不断降低、生物量不断减少;功能群类型中高饲用价值的莎草科类植物不断减少,而禾本科、豆科及杂草类植物先增加后减少,致使物种多样性同样表现出先增加后减少的变化趋势。 展开更多
关键词 疏勒河上游 物种多样性 生物量 土壤理化性质 活动层厚度
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大兴安岭北坡多年冻土区植物生态特征及其对冻土退化的响应 被引量:12
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作者 郭金停 韩风林 +3 位作者 胡远满 聂志文 任百慧 布仁仓 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第19期6552-6561,共10页
多年冻土和植被是寒区生态系统的重要组成部分。随着全球气候变暖,多年冻土逐渐退化,导致土壤水分以及有机质含量降低,进而对地上植被产生影响。对大兴安岭北坡多年冻土区植物生态特征及其对冻土退化的响应进行了研究。结果表明,调查的3... 多年冻土和植被是寒区生态系统的重要组成部分。随着全球气候变暖,多年冻土逐渐退化,导致土壤水分以及有机质含量降低,进而对地上植被产生影响。对大兴安岭北坡多年冻土区植物生态特征及其对冻土退化的响应进行了研究。结果表明,调查的30个多年冻土区共有85种植物,隶属于29个科,55个属。其中,蕨类植物1种,占种组成的1.2%;裸子植物1种,占种组成的1.2%;被子植物83种,占种组成的97.6%。在4种生活型中,以地面芽植物的种类最多,为51种,占植物种数的60%;地下芽和高位芽植物次之,分别为12和19种,分别占14.1%和22.4%;地上芽植物较少,为3种,占3.5%。在4种水分生态类型中,以中生植物种类最多,为50种,占植物种数的58.8%;湿生植物次之,为26种,占30.6%;沼生植物为7种,占8.2%;旱生植物最少,为2种,占2.4%。冻土活动层厚度50—150cm范围内,植物的科、属、种数最多,其次是大于150cm范围的冻土区,活动层厚度较小(<50cm)时,植物科、属、种数最少。随着活动层厚度的增加,即多年冻土退化,地面芽植物的物种数显著增加(P<0.05),高位芽植物的物种数显著减少(P<0.05),地上芽和地下芽植物的物种数随活动层厚度的变化不显著。随着活动层厚度的增加,沼生植物的物种数显著降低(P<0.05),中生植物的物种数显著增加(P<0.05),湿生和旱生植物的物种数随活动层厚度的变化不显著,群落植物组成从湿生逐渐向中生转变。 展开更多
关键词 大兴安岭 多年冻土退化 植被 生态特征 活动层厚度
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青藏高原多年冻土监测及近期变化 被引量:29
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作者 吴青柏 陆子建 刘永智 《气候变化研究进展》 CSCD 2005年第1期26-28,共3页
对1995-2004年青藏高原多年冻土温度监测资料进行分析,结果表明:在全球气候变暖影响下,近10年来多年冻土发生了显著的变化,活动层厚度有明显的增大趋势,且高温多年冻土区活动层厚度增大趋势大于低温多年冻土区。多年冻土上限温度和6 m... 对1995-2004年青藏高原多年冻土温度监测资料进行分析,结果表明:在全球气候变暖影响下,近10年来多年冻土发生了显著的变化,活动层厚度有明显的增大趋势,且高温多年冻土区活动层厚度增大趋势大于低温多年冻土区。多年冻土上限温度和6 m深度多年冻土温度均有明显的升温趋势,低温多年冻土区升温速率要大于高温多年冻土。青藏高原多年冻土变化对气候变暧有明显的响应关系。 展开更多
关键词 青藏高原 多年冻土 活动层厚度 监测及变化
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渤海海峡潮流底应力与沉积物分布的关系 被引量:24
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作者 蒋东辉 高抒 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期663-667,共5页
用数值模型方法计算了渤海海峡区潮流引起的最大和平均底应力 ,以及相应的活动层厚度的空间分布 ,并根据沉积物参数计算了沉积物临界起动切应力。计算结果的分析表明 :(1)最大潮流底应力和沉积物临界起动切应力的关系与底质分布之间存... 用数值模型方法计算了渤海海峡区潮流引起的最大和平均底应力 ,以及相应的活动层厚度的空间分布 ,并根据沉积物参数计算了沉积物临界起动切应力。计算结果的分析表明 :(1)最大潮流底应力和沉积物临界起动切应力的关系与底质分布之间存在着明显的对应 ,最大潮流底应力大于临界起动切应力的地方 ,分布着粗颗粒沉积物 ,若前者小于后者 ,对应的是细颗粒沉积物 ,若两者近于相等 ,则对应着较细颗粒的沉积物 ;(2 )在山东半岛北部近岸和渤海海峡的东北角 ,最大潮流底应力小于或接近于临界起动切应力的量值 ,而对应的沉积物是粉砂和砂 ,这一例外可能是由于残留沉积的出露 ,这一假说需要根据全新世海面上升历史、古水动力环境模拟、渤海海峡沉积环境演化等方面的研究来验证 ;(3)活动层厚度的分布规律与海底沉积物的分布存在着相关性 :即活动层厚度越大 ,对应的海底沉积物越粗 ;活动层厚度越小 。 展开更多
关键词 潮流底应力 活动层厚度 沉积物 分布 数值模拟 渤海海峡 空间分布 沉积环境
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人工示踪沙实验的原理与进展 被引量:5
13
作者 贾建军 高抒 汪亚平 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期80-89,共10页
人工示踪沙实验是进行沉积物搬运研究的一种独立方法,已有近50年的发展历史。人工示踪沙实验有三种主要方法(即空间积分法、时间积分法和连续投放法),可用以获得活动层厚度、垂向和水平扩散系数、输运率等定量参数,并进行不同输... 人工示踪沙实验是进行沉积物搬运研究的一种独立方法,已有近50年的发展历史。人工示踪沙实验有三种主要方法(即空间积分法、时间积分法和连续投放法),可用以获得活动层厚度、垂向和水平扩散系数、输运率等定量参数,并进行不同输沙公式进行对比验证,在海底稳定性分析、港湾冲淤、工程措施影响评价等方面都有应用价值。通过加强实验的物理边界、沉积物活动层厚度、实验的时空尺度、充分混合状态、示踪沙回收率、沉积物搬运过程等方面的研究,可望使人工示踪沙实验的理论更加完备,更具应用价值。 展开更多
关键词 人工示踪沙实验 沉积物 活动层厚度 海岸输沙
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多年冻土对青藏高原草地生态承载力的贡献研究 被引量:6
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作者 方一平 朱付彪 +2 位作者 宜树华 邱孝枰 丁永建 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期150-157,共8页
草地生态系统是一个复杂的社会、经济、生态系统,多年冻土作为高寒草地生态系统结构和功能维系的重要因素,是客观刻画高寒草地生态承载力不容忽视的重要方面。文中采用结构动力学方法,从草地质量、草地干预、草地潜力、草地压力4个维度... 草地生态系统是一个复杂的社会、经济、生态系统,多年冻土作为高寒草地生态系统结构和功能维系的重要因素,是客观刻画高寒草地生态承载力不容忽视的重要方面。文中采用结构动力学方法,从草地质量、草地干预、草地潜力、草地压力4个维度建立高寒草地生态承载力结构动力学模型,分析青藏高原多年冻土区草地生态承载力的变化以及主要结构要素,量化多年冻土变化对青藏高原高寒草地生态承载力的贡献率,结果表明:(1)多年冻土区草地生态承载力呈增加趋势,尤其是1998年以后上升显著,这主要归因于草地生长季节降水增加、气温升高、净初级生产力增幅驱动以及生态保护工程建设的共同作用。(2)多年冻土活动层厚度变化与草地生态承载力呈负相关,多年冻土活动层厚度对草地生态承载力的贡献率约为10%,即多年冻土活动层厚度每增加1个单位,将导致草地生态承载力下降0.1个单位。由于青藏高原空间差异显著,加之气候变化的不确定性,这一贡献水平只是一个粗略的参照值。 展开更多
关键词 草地生态承载力 多年冻土 多年冻土活动层厚度 结构动力学 青藏高原
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大兴安岭地区的冻土热状态模拟 被引量:1
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作者 黄帅 丁琳 +3 位作者 丁黔 胡争 王鹤 陈克政 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期77-81,92,共6页
在大兴安岭地区内沿北向南设置4个试验点(二十四站、塔尔根、临海、古源),应用库得里亚采夫(Kudryavtsev)模型(平衡模型)、一维瞬态传热的数值模型(物理模型)对研究区多年冻土活动层厚度与热状态进行模拟;对比实测地温与模型模拟地温,... 在大兴安岭地区内沿北向南设置4个试验点(二十四站、塔尔根、临海、古源),应用库得里亚采夫(Kudryavtsev)模型(平衡模型)、一维瞬态传热的数值模型(物理模型)对研究区多年冻土活动层厚度与热状态进行模拟;对比实测地温与模型模拟地温,检验模型模拟精度;依据模拟精度、计算成本,比较2种模型的实际应用价值。结果表明:一维瞬态传热数值模型计算精度为0.14~0.18 m,但其计算成本较高;库得里亚采夫模型计算精度为0.19~3.00 m,但计算成本较低,基本能满足工程计算需求,具有较好的实际应用价值。 展开更多
关键词 多年冻土 冻土热状态 冻土活动层厚度 大兴安岭
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中国西部土壤冻融起止期和冻结深度及其与气温关系的时空分布特征分析 被引量:4
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作者 李悦绮 文军 +4 位作者 刘闻慧 陈逸豪 陈亚玲 张强 刘正 《高原气象》 CSCD 北大核心 2023年第3期657-670,共14页
冻土变化对寒区基础建设、水文、生态等都有重要影响,在全球变暖背景下,探究土壤冻融过程具有重要现实意义。本文基于中国自然地理特征和冻土特性,划分出中国西部地区(以下简称西部地区)作为研究区域,并利用1981年1月至2020年6月ERA-5... 冻土变化对寒区基础建设、水文、生态等都有重要影响,在全球变暖背景下,探究土壤冻融过程具有重要现实意义。本文基于中国自然地理特征和冻土特性,划分出中国西部地区(以下简称西部地区)作为研究区域,并利用1981年1月至2020年6月ERA-5地表温度、土壤体积水含量和逐月气温数据,分析了近40年中国西部地区土壤冻融状况、活动层厚度和最大冻结深度空间分布,探讨了冻融状态与气温、海拔的相关性。研究结果表明:西部地区冻融起始时间空间分布具有由高海拔地区至低海拔地区冻结推迟、融化提前的特征。高海拔的藏北高原冻结最早,融化最晚,冻结持续时间最久昆仑山脉上零星区域冻结最长可持续300天以上。海拔低且土壤含水量低的西部西北塔里木盆地,冻结最晚,融化最早,融化持续时间最长,塔克拉玛干沙漠区域融化可维持在280天以上。多年冻土活动层厚度基本都超过2.0 m,只有喀喇昆仑山脉附近的区域才有较大范围活动层厚度低于2 m的区域,青藏高原的季节性冻土冻结深度最大,厚度可以达到2 m以上,塔里木盆地冻结深度最浅,厚度在0.6 m以内。1981-2020年间,西部地区冻结起始日推迟,融化起始日提前,开始冻结和完全冻结起始时间分别以0.089 d·a^(-1)和0.061 d·a^(-1)的速率上升。开始融化与完全融化起始时间分别以0.102 d·a^(-1)和0.156 d·a^(-1)的速率下降。在冻结趋势上升,融化趋势下降的情形下,完全融化持续时间以0.256 d·a^(-1)的速率增加了12天左右,完全冻结持续时间以0.164 d·a^(-1)的速率缩短约11天,研究期间,完全融化起始时间在1996年发生突变,开始冻结起始时间与完全融化持续时间在1997年发生突变。西部地区冻融起始时间整体变化趋势一致,局部地区略有差异,黄土高原开始冻结与完全冻结持续时间分别以0.166 d·a^(-1)和0.405 d·a^(-1)的速率下降最快。整个研究期间,开始冻结持续时间和完全冻结持续时间分别缩短7天和16天左右。4个区域的完全融化期持续时间趋势都呈上升趋势。但黄土高原完全融化持续时间以0.435 d·a^(-1)的速率快速上升,在1981-2020年间,增加约17天。西部地区冻融起始时间与年平均气温和海拔存在显著相关性,年平均气温与所有冻融时间的相关性均超过0.79,其中完全融化起始时间与年均气温的负相关高达0.963。气温每升高1.0℃,开始冻结起始时间推迟2.03天,完全冻结起始时间推迟2.12天,开始融化起始时间与完全融化起始时间分别提前5.10天和5.17天。海拔每升高1000 m,开始冻结与完全冻结起始日期分别提前6.1天和4.5天,开始融化与完全融化起始日期分别推迟14.4天和19.9天。本文研究结果揭示了中国西部土壤冻融状况及近年来的变化规律,为中国西部地区寒区生态环境和基础建设提供科学参考。 展开更多
关键词 中国西部 土壤冻融 活动层厚度 冻结最大深度 时空分布
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基于Sentinel-1 SAR数据的黑河上游冻土形变时序InSAR监测
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作者 陈玉兴 江利明 +1 位作者 梁林林 周志伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2441-2454,共14页
多年冻土活动层变化导致冻土区大范围地面变形,严重破坏区域内基础设施和水文地质条件,亟需加强活动层季节冻融过程的观测研究.本文提出一种基于分布式目标的小基线集时序InSAR(DSs-SBAS)的冻土形变监测方法.该方法采用分布式目标提取... 多年冻土活动层变化导致冻土区大范围地面变形,严重破坏区域内基础设施和水文地质条件,亟需加强活动层季节冻融过程的观测研究.本文提出一种基于分布式目标的小基线集时序InSAR(DSs-SBAS)的冻土形变监测方法.该方法采用分布式目标提取和特征值分解算法,并结合基于地温-形变约束关系的参考点选取新策略,提高了冻土形变监测结果的时空分辨率和可靠性.以祁连山黑河西支源头的野牛沟为研究区域,通过对27景Sentinel-1SAR影像进行时序InSAR分析,获取了2014-2016年该区多年冻土的形变时间序列和年均形变速率,并利用Stefan模型联合地温数据估算其季节性形变幅度.实地踏勘和结果分析表明:(1)研究区大部分多年冻土处于稳定状态(-1.0^+1.0cm·a^-1),在地形陡峭的南坡边缘及含冰量丰富的野牛沟河上游两侧沟底部分区域存在较大形变;(2)区域内冻土形变时间序列呈现年周期变化,冻土冻融形变存在季节性周期形变和季节性波动下沉两种形变特征,形变幅度和速率最大可达6.0cm和-3.0cm·a^-1;(3)不同区域的活动层冻结/融化始日和冻土形变存在明显差异,主要和冻土地貌、土壤类型以及活动层厚度有关.本文提出的方法在青藏高原多年冻土区大范围冻融监测和活动层厚度反演研究方面具有很大的应用潜力. 展开更多
关键词 多年冻土 时序InSAR 形变监测 青藏高原 活动层厚度变化
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