为保障青藏铁路二期工程格尔木至拉萨段高原冻土区的行车安全,基于冻土区铁路路基原始时序高程值数据,建立不同路基类型下的乘积季节模型拟合路基不均匀沉降退化轨迹,同时置信化有效预测路基高程沉降值。通过起始高程值差分运算,进行路基沉降值退化量统计分析,根据行车安全预设沉降阈值,借助失效时间外推方法完成可靠性评估。仿真模拟表明,模型能够有效地预测冻土区融沉退化情况且精度较高,同时研究成果可以为后勤保障部门的日常路基养护工作提供参考依据。
青藏高原多年冻土区现有的地表温度数据主要包括点位观测的地表和浅表层地温数据,以及遥感反演、模式模拟和再分析等手段获取和制备的空间数据。中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)数据产品在全国大部分地区的表现较好,但受实测数据稀缺的限制以及对多年冻土特殊下垫面考量不足的影响,该数据在青藏高原多年冻土区的适用性有待进一步评估和修正。文中基于多年冻土区2008—2018年7个站点的逐日连续地表温度定点观测数据,对CLDAS地表温度数据进行评估,分析在不同时期以及不同下垫面类型下,CLDAS地表温度的适用性情况。结果表明:CLDAS在7个站点的地表温度与实测值存在较大偏差(bias=2.09℃,MAE=3.64℃,RMSE=4.67℃,R2=0.83),主要表现为对地表温度的高估。其中,CLDAS在融化期的适用性相对较好,在冻融交替期、冻结期的适用性较差;在高寒荒漠、高寒荒漠草原地区的适用性较好,在高寒沼泽草甸地区的适用性较差。据此,在考虑归一化植被指数(NDVI)、归一化积雪指数(NDSI)、积雪深度、高程、坡度、坡向、土壤质地对地表温度的影响基础上,构建了多元逐步回归校...
政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组报告对多年冻土区土壤碳储量、碳汇效应及未来气候情景下温室气体排放进行了归纳和总结。报告明确指出,北半球多年冻土区表层土壤和深层沉积物的有机碳储量为1 460~1 600 PgC(1 Pg=10亿吨)(中等信度)。随着气候持续变暖,多年冻土显著退化,土壤有机质迅速分解并以二氧化碳(CO2)或甲烷(CH4)的形式释放到大气中,加速了气候变暖。在未来全球变暖情景下,近地表多年冻土面积将显著减少,并向大气释放CO2和CH4,造成多年冻土碳与气候的正反馈作用。报告还指出,预计到2100年,气温每升高1℃,多年冻土区CO2和CH4的排放量分别相当于18(3.1~41) PgC和2.8(0.7~7.3) PgC(低信度)。但由于所使用的估算数据异质性较大及模型之间的一致性有限,并且对多年冻土环境驱动因素及过程模型的认知尚不完整,故多年冻土对气候变化反馈的时间及幅度的可信度还处于较低水平。
政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组报告《气候变化2021:自然科学基础》对全球多年冻土变化的观测事实、气候模式中的评估与未来预测以及多年冻土变化的影响等进行了系统归纳和总结。报告指出,在过去30~40年,多年冻土30 m以上的温度普遍升高(高信度)。2007—2016年期间,全球多年冻土温度升高了(0.29±0.12)℃(中等信度),与不连续多年冻土区的冻土变暖[(0.20±0.10)℃]相比,连续多年冻土区观测到了更强的变暖[(0.39±0.15)℃]。活动层厚度在整个泛北极地区都普遍增加(中等信度)。随着全球气候变暖,多年冻土的范围和体积将会缩小(高信度)。全球地表气温每升高1°C,距地表3 m的多年冻土体积将减少约25%(中等信度)。然而,由于地球系统模型中对与多年冻土相关物理过程的表征不完整,多年冻土的体积缩小可能被低估。报告还指出,多年冻土退化对全球冻土-碳气候反馈、生态系统及基础设施等方面造成了显著影响,在气候模式及风险评估中应予以考虑。
蒸散发是地气水热交换的重要环节,其变化对水资源管理和生态环境具有重要的影响。气候变暖背景下,青藏高原多年冻土不断退化,多年冻土区近地表水热条件发生改变,进而影响着该区域的蒸散发过程。本文利用位于青藏高原多年冻土区腹地的唐古拉综合观测场2010年1月1日至2011年12月31日的气象和涡动等实测资料,选择基于互补蒸散原理的四种半经验模型,评估了不同模型率定参数前后模拟日实际蒸散发的能力,分析了不同模型中参数的敏感性。结果表明,模拟的实际蒸散发量对模型中参数α的取值非常敏感,不合理的参数取值会对模拟精度产生重要影响。使用默认参数值会导致日蒸散发量模拟值明显偏高,其中,S2017模型模拟精度最高,均方根误差值为0.44 mm·d-1;率定参数后各模型整体上均能较好地模拟出日实际蒸散发量及其变化特征,均方根误差值在0.3~0.4 mm·d-1,各模型中模拟精度最高的为C2016模型,其次分别为H2018模型、B2015模型和S2017模型,相较而言,H2018模型在率定前后模拟结果更为稳定,显示出该模型对参数的依赖性最低;另外,年内不同时期的模拟精度...
CH4是地球大气中的主要温室气体之一,其中地质CH4微渗漏对大气CH4源汇的贡献近年来成为全球环境变化研究的热点。不同类型油气藏,其CH4释放通量具有明显差异。在前期评估的深层油气藏CH4通量对大气CH4源汇贡献基础上,拟选择典型的浅层油气藏大宛齐油田为研究区,监测其CH4通量时空变化,建立浅层油气藏CH4释放通量预测方程和评估模型,系统地评估浅层油气藏CH4通量;并结合前期预测的深层油气藏CH4通量,合理地评价塔里木盆地CH4天然释放对大气CH4的贡献。同时,根据油气田CH4通量、土壤环境影响因子变化以及不同深度壤中气组成及同位素特征,针对不同地质构造条件和油气藏分布控制因素,结合计算机模拟方法,研究轻烃在地表的扩散和氧化过程,探索油气藏微渗漏CH4排放机理。研究结果将补充和完善中国及全球微渗漏CH4通量数据库,并为正确系统地评估含油气盆地微渗漏CH4释放对大气CH4的贡献提供科学的依据
2014-01大小兴安岭多年冻土处于欧亚大陆多年冻土带南缘,地温高、厚度小、热稳定性差、对气候变暖的敏感性强.过去40 a来该区多年冻土退化主要表现为最大季节融化深度增大,厚度减薄,地温升高,融区扩大,多年冻土岛消失等.气候变暖及该区森林植被的锐减是导致多年冻土退化的普遍性和基础性因素,而多种人为活动影响起了加速促进作用.依据多年冻土南界与多年平均气温的密切相关关系,据1991—2000年平均气温-1.0~1.0℃等值线给出了现今多年冻土南界位置,并探讨了未来40~50 a后气温升高1.0~1.5℃情况下多年冻土南界的可能北移情况.
多年冻土环境是青藏铁路建设必须面对和解决的一大难题 对多年冻土发生地质灾害机理进行分析研究,是评价多年冻土区地质灾害危险性的前提;对多年冻土区段发生地质灾害(融沉与冻胀)的危险度进行量化,是准确地进行地质灾害危险性综合分区,并达到评估目的的关键