基于2005—2016年青藏高原多年冻土区唐古拉和西大滩站的气象、涡动通量以及活动层资料,利用涡动相关法、气象梯度法和SHAW模型等方法探究了气候变化背景下高原多年冻土区地表能量通量变化规律及其对活动层的影响。结果表明:2005—2016年唐古拉和西大滩气温、地气温差有所升高,年降水量、10 cm土壤含水量及风速有所下降。2005年以来唐古拉和西大滩净辐射(Rn)与感热(H)呈增加趋势,潜热(LE)呈减小趋势,地表土壤热通量(G)变化较小。唐古拉和西大滩地表能量通量季节变化明显,但受海拔、纬度、坡向、土壤冻融过程、降水、下垫面状况等因素的影响,地表能量通量存在区域差异。研究时段内,唐古拉和西大滩地表冻结指数与土壤热通量呈负相关;融化指数、活动层厚度与土壤热通量呈正相关,融化期间土壤热通量积累量与融化深度的变化呈线性增加关系。
在分析传统冻土器结构缺陷的基础上,通过一系列改进试验,以一种新的试验设备和采样方法获取冻土深度资料,与外界实际观测到的土壤冻结情况有较好的响应。对比分析传统冻土采样资料,结果表明:不同深度冻土资料的分布,新、旧两种方法所获取的数据表现出很大的差异性。传统冻土器结构、采样方法表现出显著的缺陷和不足:响应差,漏采样严重;新方法所获取的冻土深度数据与最低温度及低温下的风速、时温累积等表现出较好的相关。本文阐述的试验方法和结果为改进传统冻土仪器提供了一定的技术依据。