冻土的水-冰相变交替过程会造成水文环境与地表工程的破坏,从而导致路基塌陷、山体滑坡、洪水暴发以及冰川溃决等灾害,智能感知潜在风险对保护冻土区工程建筑具有重要意义。采用2017年01月—2023年04月194景Sentinel-1A 影像,利用SBAS-InSAR技术获取了黄河上游沱沱河盆地冻土区形变结果,冻土地表形变明显且空间分布不均匀,监测时间段内最大形变速率可达13 mm/年。冻土区青藏铁路路基形变呈现“冻胀融沉”的季节性变化,暖季匀速沉降,冷季缓慢抬升,在气候变暖背景下暖季逐渐长于冷季;分别将InSAR监测结果与近7年沱沱河盆地GNSS监测数据对比,两者趋势一致;引入降水和气温因素后发现冻土区形变具有显著聚集特征,在人类活动频繁地区存在较大形变。该研究对冻土防灾减灾、保障人民生命财产安全具有重要意义,为高纬度冻土工程建设提供一定借鉴。
结合国际冻土研究的热点问题和青藏高原脆弱生态环境可持续发展的需求,针对多年冻土退化过程中趋于加剧的热喀斯特现象,及其因融穿冻土、造成区域地下水位的改变而诱发的生态环境影响,在国家自然科学基金重点项目支持下开展"青藏高原多年冻土区热喀斯特湖环境及水文学效应"研究。项目主要通过遥感分析及野外调查,分析气候变化和工程活动影响下的青藏工程走廊内热喀斯湖时空分布规律,评价其生态环境效应;选取热喀斯湖广泛发育区域,调查其发育条件、规模和几何分布特点,揭示典型热喀斯特湖影响因素变化、水热状况等,通过水文学、同位素示踪试验等阐明热喀斯特湖与地下水之间的转换关系;结合抽水疏干试验进行热喀斯特湖对区域地下水位影响分析,并通过数值模型及模拟,依热喀斯特湖发育不同阶段、规模,分析其对区域冻土、水文条件及生态环境的影响。研究成果将有助于区域性冻土生态环境演化准确评价及趋势预测,以及深入理解诸如江河源多年冻土区水文状况演化影响因素,及其相应的生态环境响应机制。
末次间冰期气候特征与现代气候具有一定的相似性,为预测未来气候变化提供重要的参照,因此末次间冰期气候特征备受关注。以往结果表明,西昆仑山地区可能是在我国西部寻找时间尺度达末次间冰期冰芯记录的唯一适合区域。本申请项目基于已在西昆仑山崇测冰帽钻取的两支透底冰芯(长度分别为135.30 m、131.92 m)和拟在崇测冰帽最厚处(雷达测量>210m)钻取的另两支透底冰芯,进行冰芯多参数、高分辨率气候环境代用指标的测试。在采用多种创新方式进行准确冰芯定年的基础上,重建该地区末次间冰期以来的气候变化。同时,通过对崇测冰帽现代测量和古冰川范围的确定,获取所研究地区的冰川动力学特征及其末次冰期以来的冰川变化过程,并结合末次间冰期以来冰芯以及其他类型气候记录,探讨末次冰期以来冰川变化对气候的响应。本申请项目的研究结果对于预估未来气候状况以及山地冰川变化趋势具有重要意义。
2014-01【中文摘要】源于天山的河流占全疆水资源的70%以上,对全球升温和冰冻圈变化响应敏感. 通过野外考察、定点观测、资料整理并结合建立模型,研究了天山寒区的气候和水循环变化趋势,阐明了中亚天山寒区水资源与水循环对气候变化的响应机理,全面完成了原定的研究计划,达到了预期目标,并取得以下进展:1)获得了1:5000乌鲁木齐河源1号冰川地形图,1962-2008年冰川面积减小了15.6%。冰川物质平衡1985年以后有加速亏损趋势;2)气候变化使天山空中水汽水平方向净输入量减少,但垂直方向水汽循环显著加速,导致山区降水增加,天山湿岛向山麓两侧扩展,山区产流也发生相应变化;3)积雪补给的河流,水文过程对气候变化变暖的响应为最大径流月提前,夏季径流减少明显;以冰川融水补给的河流,水文过程的径流响应为夏季径流量明显增大,汛期洪水增多,年流量增加,天山地区的冰川湖突发洪水可能变得更加危险。无冰川补给河流的径流已出现减少趋势,对下游的供水安全产生明显影响,加剧了旱情发生。由于不同补给河流的水文过程变化,其相应对下游的水资源供给和洪水安全管理产生了重大影响,需要适应水文过程的调整,减缓气候变化对水资源安全的影响。
2008-01【中文摘要】本课题以我国自由大气对流层空间温度结构为研究目标,利用均一化的探空温度序列,建立我国大气零温层高度数据集,在此基础上研究我国大气零度层高度的时空变化特征以及与对流层升温的关系,研究表明:中国零度层高度具有显著的季节和区域差异;1958-2005年中国大部地区零度层高度呈上升趋势,且1979年后增高趋势明显增大。年代际变化分析揭示中国零度层高度整体上升发生于上世纪90年代,滞后于80年代的我国对流层升温;高纬零度层变率明显高于低纬。ENSO是影响中国东部零度层高度变化的主要因子,而西部的影响因子需进一步研究。研究了零度层高度变化对积雪、冰川和冻土的影响:利用均一化探空和地面资料改进了高海拔地区气温直减率的计算,修订了我国冰川雪线、冰缘线的计算方法,分析了其地理分布和长期变化趋势。零度层高度与冰川零平衡线高度、冻土活动层厚度具有显著正相关关系,春季零度层高度与雪盖消失时间具有显著的负相关关系。本课题的研究成果对于了解区域尺度上气候变暖对大气和地球表面环境的影响具有重要意义,有望提高我国西部气候变化的研究水平,并提供新的视角认识冰冻圈对全球变暖的相应机制。
2008-01回顾40年来中国冰川学和冻土学从无到有,不断发展壮大,及其所取得的主要研究成果提出了进一步深入开展冰冻圈与气候变化关系的研究,以及在气候转暖条件下开展干旱与寒区水资源和寒区工程及减灾防灾研究的重要性,并指出了加快发展地理信息科学的必要性