青藏高原地表辐射变化影响多年冻土地表能量收支平衡、热工计算温度场边界条件以及冻土热稳定性。降雨变化是影响地表辐射的重要因素,以青藏高原北麓河地区的地表辐射资料和浅层地表水热监测数据为基础,分析了降雨对多年冻土区地表辐射特征的影响。研究表明:受降雨影响,辐射分量具有明显的日变化和年际变化特征,短波辐射被严重削弱,地面长波辐射削弱程度较低,而太阳长波辐射增强。小雨作用后,太阳短波、地面短波、地面长波辐射日积分量分别减少24.6%、37.9%、4.2%,太阳长波增加了4.3%;中雨作用后,太阳短波、地面短波、地面长波辐射日积分量分别减少32.2%、43.4%、1.7%,太阳长波增加了11.6%;大雨作用后,太阳短波、地面短波、地面长波辐射日积分量分别减少56.3%、65.5%、4.4%,太阳长波增加了10.7%;降雨作用后地表反照率减小,且呈不对称"U"形变化,地表净辐射增加,长期时间尺度上降雨对净辐射影响不明显;降雨对辐射特征的影响程度与降雨强度呈正相关且地表辐射对降雨变化的响应有滞后效应。在暖湿化背景下,冻土热工计算中应考虑降雨对多年冻土区地表能量平衡和水热边界的影响。

中国西部地区的土质复杂,冻土地貌广泛分布,日益频繁的人类活动严重影响了高原冻土区的稳定性,给基础设施带来了许多安全隐患。文章以北麓河多年冻土地区为研究区,基于21景PALSAR数据,对该区域多年冻土展开时序InSAR形变监测,并对SAR时序形变结果进行非线性形变反演,总结出了该地区多年冻土的形变规律。

青藏高原降水变化直接影响多年冻土稳定性及高原生态环境的演变。为定量研究青藏高原降水对多年冻土活动层水热的影响,文中以北麓河冻土工程与环境综合观测站2013年降水资料和活动层水热数据为基础,定量分析了不同季节和不同时刻降水与活动层水热状态的关系。结果表明:1)北麓河地区暖季的高频率、小雨量降水对冻土活动层具有明显的冷却效果;2)冷季降水以少量降雪为主,雪盖厚度薄、持续时间短,不能起到保温层作用,快速融化的雪水反而升高活动层温度;3)不同时刻降雨对活动层的热影响差异明显,14点左右的降雨产生的能量变量最大。

青藏高原地表能量影响高原生态环境的演变、水资源利用及地表工程的稳定性。以青藏高原北麓河气象站2012年10月2013年10月气象资料和浅层地热流为基础,分析了北麓河地区地表能量收支和平衡特征。结果表明:1)北麓河多年冻土区能量平衡各分量冬季较小,夏季较大,净辐射、潜热、感热和地表土壤热通量年平均分别为72W/m2、24.6W/m2、65.5W/m2和-18.3W/m2;2)月平均感热大于潜热,年平均地表土壤热通量为负值,天然地表多年冻土处于相对稳定的状态,与五道梁、西大滩和唐古拉地区有明显区别;3)夏季降雨作用时间短暂,潜热影响有限,但降雨入渗引起的液态水分对流传热、水汽对流和扩散潜热对地表能量收支分析和土壤内部水热动态变化的影响不可忽略。

青藏高原降水变化影响高原生态环境的演变、干旱区水资源利用及地表工程结构的稳定性。为研究青藏高原北麓河地区降雨特征及其对活动层能量平衡的影响,以北麓河冻土工程与环境综合观测站2003至2013气象监测数据和活动层水热数据为基础,分析了北麓河地区降水特征及降水与地表水热变化的关系。结果表明:1)北麓河地区降水以5月至9月降雨为主,近10a来降水和气温呈增加趋势;2)夏季高频率、小量降雨事件有减少地表净辐射、增加地表蒸发潜热、降低土壤表层温度的作用;3)在降雨增加背景下冻土活动层含水量并未出现明显的增加趋势,地表蒸发潜热和水汽运移对活动层能量平衡作用不可忽略。

地表水热状况是影响地表植被生长、地气能量平衡以及建(构)筑物基础稳定性的重要因素。以北麓河现场监测数据为基础,分析了多年冻土区活动层水热宏观迁移规律以及相应的水热耦合机理。分析结果表明:1)不同深度处土层温度和水分变化规律相似,但温度、水分波动随着深度增加而减小、初始冻结时间也随着深度增加推迟;2)冬季未参加相变的水分占到初始含水量的50%左右;3)土体基质势与含水量有良好的相关性。土壤的温度变化和冻结融化过程明显地受到土壤含水量的影响,p F meter可以应用于冻土水分迁移研究。

基于对青藏高原北麓河盆地天然形成的湖塘下部及其周围地温的监测分析,结果表明该湖塘为非贯穿型热喀斯特湖.湖塘下部多年冻土上限变化较大,湖岸过渡带及天然场地多年冻土上限基本保持不变.随着远离湖塘中心,湖塘下部及其周围多年冻土含冰量依次升高,地温年变化深度依次降低,年平均地温依次降低.观测期内,湖塘下部浅层多年冻土地温在逐渐升高,深部土体地温基本保持不变;湖岸过渡带及天然场地下部多年冻土地温基本保持不变.天然场地多年冻土地温明显低于湖塘下部土体地温.

分析了青藏高原北麓河地区29种高寒植物15个元素含量的特征。结果表明,这些植物中元素平均含量>400μg/g的元素有Ca,Mg,Na,K,Fe,10～100μg/g的有Mn,Cr,Zn,Cu,<10μg/g的有Ni,Co,As,Pb,Cd,Hg;种间同种元素的含量变化规律不统一。相关性分析表明,Cu与Cd,Fe与Cd和Hg,Cr与Ni,Co和Mg极显著正相关,Cr和Ca极显著负相关;聚类分析表明,Na,As元素对本区植物聚类的影响最大,莎草科、禾本科、菊科科内植物元素含量相似。

首届亚洲冻土大会于2006年8月5～16日在兰州、青藏线和拉萨顺利召开.大会讨论主要包括以下5个议题:1)冻土工程;2)山区和高原冻融灾害及冰缘环境;3)冰冻圈的气候与环境条件;4)冻土水文、寒区水资源及土地利用,和;5)冻土监测、制图及模拟.国内论文大多集中于青藏铁路各种科技创新和工程(示范)建设方面.中亚冻土分类、制图和监测研讨会明确了制定统一的中亚地区冻土图的计划和实施方案.会议期间,国内主要新闻媒体对全球15位著名冻土学家进行了联合采访.大约80位中外代表参加了青藏(公)铁路沿线考察,并于8月15日在拉萨举行青藏铁路工程和环境问题讨论会.专家一致认为,青藏铁路所采取的冻土工程措施基本上是恰当、有效的,能够保证青藏铁路路基的长期稳定性.但是,沿线寒区环境保护问题还任重道远,需要尽快进行综合管(治)理,以达到青藏地区社会经济和谐、持续发展的目标.

取自青藏高原北麓河试验段的原状冻土, 利用 QL 30 热物性分析仪测定原状冻土的导热系数. 结果表明: 原状冻土和重塑土的导热系数变化规律存在着较大差别. 对于浅部冻土层, 气体体积含量和含冰量是影响原状冻土导热系数的控制因素; 而对于地下冰层, 冰是控制其导热系数的最重要因素, 气体体积含量的大小也对其导热系数有影响. 对于深部强 全风化泥岩, 气体体积含量控制着它的导热系数的大小.