干旱区季节性积雪融雪期含水率变化及其模拟—以新疆军塘湖流域为例

积雪含水率是干旱区季节性积雪出流的重要条件。描述了融雪期干旱区季节性积雪含水率的变化,利用数理统计方法分析了影响因素,并采用多元统计模型进行模拟。结果表明:1)融雪期干旱区季节性积雪含水率变化范围在0-8%之间。积雪含水率融雪前期变化较小,在0-1%之间,融雪后期变化幅度增加,在1-8%之间;2)融雪前期、后期积雪含水率大致从下层至上层依次减少,中期反之;3)气温是积雪含水率变化的主要影响因素,其具有滞后性。     

天山北坡融雪期雪层含水率、密度和雪层温度研究

利用DELTA T自动气象仪和Snow Folk积雪特性仪等观测分析整个融雪期阴阳坡雪层含水率、密度与雪层温度的时间变化特征和垂直变化特征并分析与气温、雪深、风速、空气湿度、露点温度（[WTBX]DP）、湿球温度（WB[WTBZ]）等的相关性。结果表明：① 融雪期雪层温度的变化,总的来说阳坡雪层温度大于阴坡。前期阳坡雪层平均温度大于阴坡,后期阴坡积雪平均温度大于阳坡。阴阳坡平均温度在上层最高,中层最低。融雪期温度梯度变化,阴坡总的温度梯度值为负,阳坡为正。② 融雪期含水率的变化,阳坡雪层平均含水率大于阴坡,阴阳坡下层含水率最大,上层次之。融雪期含水率梯度的变化,融雪期阴坡的含水率为正梯度,阳坡的含水率为负的含水率梯度。③ 融雪期密度初期密度梯度较大,后期密度梯度减小。阳坡平均密度大于阴坡,阳坡较阴坡会出现较大的密度值。阴坡密度每日拐点比阳坡早2 h。     

乌兰布和沙漠东北缘防护林内外沙尘暴低空结构特征

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站近地层(050m)风沙监测塔所收集的8次沙尘暴的沙尘水平通量、垂直通量和风速风向数据,对乌兰布和沙漠东北缘中小尺度条件下的防护林内外沙尘暴过程中风况变化、沙尘分布特征以及防护林对沙尘暴的影响进行研究。结果表明:①沙尘暴发生过程中,防护林内外风速均随高度增加呈现递增趋势,风速廓线特征遵循幂函数,防护林内外均以W、WNW、NE方向为主,但每个方向所占比例不同。②防护林外沙尘水平通量及沙尘浓度随高度增高显著减小,其垂直分布特征均符合指数函数关系;防护林内沙尘水平通量及沙尘浓度则随着高度增高缓慢上升,其垂直分布特征均符合幂函数关系。沙尘垂直通量则均随着高度的增高明显减小,其垂直分布特征均符合幂函数关系。③沙尘暴经过防护林体系时,风速显著削弱,平均消减31.03%;沙尘水平通量降低298.16g·m^-2,垂直通量降低0.37g·m^-2,沙尘浓度降低22.48g·m^-2。     

融雪期积雪参数对实测光谱反射率的影响

每种地物都有其特殊的光谱特征曲线,积雪作为水体的一种特殊存在形式,其光谱也存在特殊性。在我国西北地区的积雪测试过程中,采集融雪期的积雪光谱数据以及同时期的积雪参数实测数据,对这些数据进行综合分析,并利用积雪参数数据和神经网络模型对光谱反射率进行模拟分析。结果表明：融雪期积雪参数对光谱影响的敏感波段在可见光到短波红外光都有分布;光谱对积雪各参数几乎都有所对应的敏感波段;可见光、近红外光和短波红外波段的反射率可以由不同的积雪参数组合,特别是通过积雪含水率、雪密度和总孔隙率组合来进行模拟反演,而且模拟精度高,在可见光和短波红外波段可达95%以上,拟合残差均小于0.001。     

古尔班通古特沙漠的积雪及雪融水储存特征

通过在中国科学院阜康荒漠生态站北沙窝试验区布置野外定位试验,对古尔班通古特沙漠地区积雪物理特征变化、沙垄坡地以及稀疏梭梭林地的积雪分布、融雪水分在土壤中的转化储存效率及其成因进行研究.结果表明:古尔班通古特沙漠地区的积雪属低密度的"干寒型"雪,平均雪密度在0.14～0.27g/cm<'3>之间,积雪分布存在较大的空间分异特性;融雪水文过程以垂直入渗储存为主,没有明显的洼地积水和地表汇流过程;雪融水转化为土壤水分的比例高达78.8%～92%,为春季荒漠植被的生长提供了很好的水分条件.除了起伏的沙垄地形、冬季的低气温、多雾天气外,有限的积雪量、积雪融化前极低的土壤含水量以及高渗透率的沙地是古尔班通古特沙漠雪融水以垂直人渗为主并具有高的转化储存效率的主要原因.     

干涸湖床不同类型盐土地表净风吹蚀实验研究

以内蒙古东乌珠穆沁旗及浑善达克沙地区域干涸湖床3种不同形态的盐土原状土为对象,通过风洞模拟实验,研究了干涸湖床不同类型盐土地表的净风吹蚀速率。对比风洞实验测定结果发现,3种盐土净风吹蚀速率依次是:蓬松盐霜盐土(14.44 g·m^-2·min^-1)>普通盐土(1.00 g·m^-2·min^-1)>结皮盐土(0.42 g·m^-2·min^-1)。风蚀过程中,不同类型盐土的近地表物质输移主要集中分布在0~10 cm的高度范围内,初始运动中,实验盐土风蚀颗粒物质以就地滚动和近距离跃移为主。实验观测发现,随着风速的增大,更多、更大的表面物质会受到更强烈的撞击与磨蚀作用,形成较细小的粉尘物质释放于空中,因此,干旱区盐土地表是形成区域盐碱浮尘或含盐沙尘天气的重要物源。不同类型盐土近地表物质输移总量从大到小依次是:蓬松盐霜盐土(3.17 g)、结皮盐土(0.42 g)、普通盐土(0.35 g)。     

气温变化条件下融雪速率和土壤水分变化的同步观测试验

气候变化可以改变积雪持续的时间、雪盖储水量及积雪开始融化的时间,从而影响土壤水分时空分配。利用TFACE（temperature free air controlled enhancement）的增温装置,在中国科学院天山积雪与雪崩研究站的融雪季节进行为期一个月的室外增温试验。试验包括3种处理：自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。结果表明：气温的升高和增温区内局部空气热对流加入的黑色粉尘物质加速了积雪的消融;在增温Ⅰ和增温Ⅱ条件下,积雪将提前19 d和25 d 消融,相应的各土层土壤水分也出现不同程度的增加。与此同时,土壤水分最大值也提前13 d和22 d。土壤水分极值的提前预示着以融雪水为重要来源、以超渗产流模式为主的河流洪峰的提前,或者超渗产流模式向蓄满产流模式的转变。这将给区域内水资源的时空分布和管理分配带来影响。     

黄河源区玛曲3次积雪过程能量平衡特征

利用中国科学院黄河源区气候与环境综合观测研究站2011年12月至2012年3月的观测资料,对比分析了黄河源区玛曲3次积雪过程地表辐射和能量平衡特征,结果表明:受雪面较大反照率的影响,降雪后净辐射减小显著,3次降雪前、后净辐射分别为154、200、210 W·m~(-2)和93、129、130 W·m~(-2)。3次降雪后及融雪后,地—气能量交换受天气条件和土壤冻融状态的影响较大:第1次降雪后较低的气温和地表温度并没有影响冻结土壤原本就较弱的蒸发能力,潜热通量在降雪前、后及融雪后量值较小且相差不大;第2次降雪后的2月18日,较大的风速(≥4 m·s~(-1))和较强的太阳辐射加快了积雪的升华,潜热通量量值较大,日均值高达118 W·m~(-2),风速与潜热通量同步变化,且峰值同时出现(分别为15 m·s~(-1)和300 W·m~(-2)),积雪升华消耗能量使地表温度降低并低于气温,出现负感热通量,日均值为-8 W·m~(-2),峰值达-40 W·m~(-2),融雪后感、潜热通量很快达到降雪前的水平;第3次降雪后的2月29日至3月3日,浅层土壤温度由-1℃逐渐上升并维持在冻土可融化温度-0.18℃左右,冻土壤融化吸收热量,潜热通量与降雪前相比增加不明显,3月4日是积雪融化的最后一天,较湿的土壤和融雪水蒸发释放潜热,潜热通量较3月3日显著增大;积雪融化后,潜热通量受浅层土壤蒸发能力增强的影响较降雪前明显增大。     

天山科其喀尔冰川区复杂下垫面CO_2通量贡献区分析

大气湍流交换过程中CO_2有效源(汇)区域即CO_2通量贡献区,在冰川作用区不仅受到水化学侵蚀强度的影响,还受区域微气候的影响,另外,动态的下垫面和复杂地形也增加了实际监测的不确定性。为了评估冰川区CO_2通量监测结果的空间代表性,在西天山南坡科其喀尔冰川表碛区利用涡度协方差观测系统进行观测,同时,结合基于KM足迹模型基础上开发的ART Footprint Tool足迹软件对通量贡献区进行分析,结果表明:(1)积雪积累期主风向以NW为主,风向频率占53.31%;积雪消融期和冰川消融初期NW向主风减少,偏北的NNW风逐渐增多,但冰川消融峰期后又逐渐过渡为NW风向。(2)积雪积累期雪冰融水几乎消失,但大气CO_2通量平均为-0.07 g·m~(-2)·d~(-1),尤其是白天为-0.88 g·m~(-2)·d~(-1),仍呈没收现象,是由于白天较强辐射下,少量积雪融水引起可溶性物质淋溶过程中水化学反应没收大气CO_2所致;而夜间冰川消融峰期CO_2通量值平均为0.33 g·m~(-2)·d~(-1),呈释放CO_2现象,这可能与夜间区域降温及降水过程中溶解的CO_2因地表蒸发返回大气所致。(3)通量贡献率80%以上的各期0.5 h数据占比依次为:积雪积累期(95.80%)积雪消融期(93.28%)冰川消融峰期(86.13%)冰川消融初期(81.88%),而足迹最远点分布距离顺序与前者几乎相反,但均分布在主风向下的冰川中流线上,说明对CO_2通量监测值有显著影响的贡献区比较集中,也意味着冰川末端及两侧山脊草地CO_2通量变化的影响可以忽略。(4)白天在大气稳态条件下,贡献区解释的CO_2通量为(78.55±2.08)%,略高于夜间的(77.72±1.41)%,但显著低于非稳定条件下白天(89.86±0.22)%和夜间(89.45±0.57)%的解释结果,进一步验证了CO_2通量贡献区比较集中。     

天山北坡季节性积雪消融对浅层土壤水热变化影响研究

融雪期,浅层土壤水热变化影响融雪水下渗及积雪产流过程,是融雪产流模拟及汇流计算的重要参数.本研究以天山北坡军塘湖流域为研究区,从积雪消融角度来分析浅层土壤水热变化情况,通过分析积雪消融期土壤剖面水分、温度的变化规律确定二者之间的定量关系.结果表明,气温对土壤温度的影响随着土壤深度增加减弱,积雪越厚,土壤温度越高;土壤水分受地温影响较大,雪水入渗能在一定程度上补给土壤水,但消融后期剧烈的蒸发引起土壤表层10cm内水分损失较多.阴阳坡土壤水分均随时间呈中等变异(除阳坡60cm),在30-60cm土壤层土壤水热间表现出显著的相关性.此结果为该区域农业生产、春季融雪洪水预警进一步研究提供参考.     

挡雪墙阻雪效果风洞模拟试验研究

挡雪墙是公路风吹雪雪害防治中常用的一项技术,但其设置参数一直缺乏系统研究。基于风洞模拟试验,利用积雪堆积厚度等值线和积雪堆积剖面线分析,对与主害风垂直时两种高度(1.5m/2.0m)的不透风式挡雪墙积雪形态及积雪量进行研究,结果表明:在吹雪30s条件下,不透风式1.5m/2.0m挡雪墙迎风侧积雪量明显大于背风侧,且挡雪墙越高,其挡雪功能越好。两种高度的挡雪墙在其迎风侧积雪堆积厚度(D)与挡雪墙墙高(H)为3阶多项式函数关系,且堆积曲线趋势基本一致;而背风侧则为2阶多项式函数关系,1.5m高挡雪墙在其迎风侧和背风侧风雪流堆积厚度相对较小且趋势线较平缓。综合分析表明,2.0m的挡雪墙其阻雪效果优于1.5m。     

Genetic and biological characteristics ofTyphula ishikariensis isolates from Norway

Isolates ofTyphula ishikariensis, a snow mold fungus, were collected from five localities in Norway. They were divided into three groups according to genetics, cultural morphology, etc. Group I grew normally at 10 °C. Its mating patterns with Japanese taxa were variable: compatible with both biotypes A and B; compatible with biotype A but incompatible with biotype B; and incompatible with both biotypes. Group I was prevalent in southern inland districts such as Buskerud, Oppland, and Hedmark. Group II had smaller sclerotia as compared to other groups, and its sclerotia were often covered with white mycelium in nature and in culture. Group II was compatible with biotype B only. Group III was characterized by irregular growth at 10 ° C and genetic incompatibility with biotypes A and B. Cultural morphology of group III resembled that of group I at 0 °C. Rind cell patterns of sclerotia did not separate these two groups or biotypes. Isolates of groups II and III were often obtained from coastal regions in Finmark. Mating reactions were variable: monokaryons were compatible with their respective dikaryons, and monokaryons of groups II and III occasionally mated with group I dikaryons. Dikaryons of groups II and III, however did dikaryotize monokaryons of other groups. Norwegian isolates ofT. ishikariensis were highly variable, and the orthodox nomenclature system seemed inapplicalbe at the infraspecific level.     

Characteristics and hazards of different snow avalanche types in a continental snow climate region in the Central Tianshan Mountains

Snow avalanches are a common natural hazard in many countries with seasonally snow-covered mountains.The avalanche hazard varies with snow avalanche type in different snow climate regions and at different times.The ability to understand the characteristics of avalanche activity and hazards of different snow avalanche types is a prerequisite for improving avalanche disaster management in the mid-altitude region of the Central Tianshan Mountains.In this study,we collected data related to avalanche,snowpack,and meteorology during four snow seasons(from 2015 to 2019),and analysed the characteristics and hazards of different types of avalanches.The snow climate of the mid-altitude region of the Central Tianshan Mountains was examined using a snow climate classification scheme,and the results showed that the mountain range has a continental snow climate.To quantify the hazards of different types of avalanches and describe their situation over time in the continental snow climate region,this study used the avalanche hazard degree to assess the hazards of four types of avalanches,i.e.,full-depth dry snow avalanches,full-depth wet snow avalanches,surface-layer dry snow avalanches,and surface-layer wet snow avalanches.The results indicated that surface-layer dry snow avalanches were characterized by large sizes and high release frequencies,which made them having the highest avalanche hazard degree in the Central Tianshan Mountains with a continental snow climate.The overall avalanche hazard showed a single peak pattern over time during the snow season,and the greatest hazard occurred in the second half of February when the snowpack was deep and the temperature increased.This study can help the disaster and emergency management departments rationally arrange avalanche relief resources and develop avalanche prevention strategies.     

2002-2009年中国干旱区积雪时空分布特征

以中国干旱区为研究对象,利用MODIS和AMSR-E融合后的2002-2009年8个水文年份（8月1日至7月31日）的无云积雪产品,计算并验证了用遥感方法提取研究区积雪日数、初雪日期和终雪日期的精度,结合积雪日数制图和积雪面积统计,分析了研究区8 a来积雪时空分布特征。结果显示：① 与气象台站观测资料获取的积雪参数的对比验证表明,遥感方法提取积雪参数的精度较高,误差日数大多在20 d以内,主要表现为遥感方法积雪日数的低估,初雪日期的延后和终雪日期的提前。② 除山地冰川和永久积雪外,天山和阿尔泰山山系间的北疆地区是研究区内季节性积雪最为丰富的地区,积雪日数一般在60 d以上,不过积雪的分布不均匀,大体上从边缘山区向内部盆地中心积雪日数递减,初雪日期延后,终雪日期提前。③ 干旱区在2005年、2007年和2002年积雪面积较大,而2008年和2006年积雪面积较小。各年稳定积雪存在的地区和范围相对稳定,面积变化不大,其年际变化主要体现在积雪日数的增减上;不稳定积雪的面积一般高于稳定积雪,且年际变化较大,积雪日数大多在20 d以内。     

河西走廊东部积雪的时空演变特征分析

利用河西走廊东部5个气象站1961—2007年近47 a的逐月积雪深度和积雪日数的常规观测资料,分析河西走廊东部最大积雪深度和积雪日数月、季节和年的空间分布以及时间变化特征。结果表明:受海拔高度、地理位置以及天气系统等影响,河西走廊东部积雪日数、最大平均积雪深度和极端最大积雪深度的分布从东南向西北递减,高海拔地区多于低海拔区,山区多于平原区。时间变化上,积雪日数47 a来呈平稳变化趋势,震荡减少,变率很小,积雪深度呈增加趋势;河西走廊东部积雪日数最多出现在1月,最少出现在9月,积雪深度最大出现在3月,最小出现在12月;积雪日数冬季最大,春季次之,秋季最小;积雪深度春季最大,秋季次之,冬季最小;相关系数法分析表明,积雪日数和积雪深度都是冬季的变化主导了年尺度的变化;河西走廊东部积雪日数1990s中期以前以6~7 a、9~10 a和2~3 a的周期为主,1990s中期以后周期主要表现为6~7 a和2~3 a;积雪深度1970s中期以前以6~7 a和2~3 a周期为主,1970s中期~1990s中期9~10 a、12~13 a和2~3 a反应明显,1990s中期以后周期又表现为6~7 a和2~3 a。     

积雪变化特征及与气候之间的关系——以乌鲁木齐地区为例

本文研究和探讨了乌鲁木齐地区积雪的变化特征,利用1990年—2004年遥感气象卫星积雪监测资料和地面观测点信息,一方面对积雪的时间变化进行回归分析,提出了雪盖和雪深的增长和衰减模型;另一方面与气候因子(气温与降水)进行复合分析,提出雪盖和雪深的气温降水复合模型。从而加深对乌鲁木齐积雪的认识,其定性和定量分析可为农牧业、水利部门提供有益参考。     

秦岭主峰太白山积雪时空变化规律及驱动机制分析

利用2000-2017年LandsatTM数据,基于SNOMAP算法提取秦岭主峰太白山积雪面积,同时结合研究区地形数据及10个气象站点的气象观测数据,分析太白山积雪变化特征及其与地形、气候因素的关系.结果表明:(1)2000-2017年冷季太白山积雪面积在波动中减少.积雪面积消减率为24.15％;(2)影响太白山积雪变...     

天山博格达南部雪鸡的生态习性

新疆是雪鸡属分布的中心地区，共有３种，约９个亚种。雪鸡属是我国２级保护动物，是高山珍贵鸟类。有一定的经济价值和药用价值，在天山、昆仑山，阿尔泰山等山地的冰雪带，苔藓地带，高山草甸带，亚高山草甸带，森林带，灌木草原带等范围活动。本文阐述了新疆暗腹雪鸡的生态习性，与人工驯养繁殖实验结果。     

Snow resisting capacity of Caragana microphylla and Achnatherum splendens in a typical steppe region of Inner Mongolia,China

Snow resisting capacity of vegetation is important for secondary distribution of water resources in seasonal snow areas of grassland because it affects the regeneration,growth and nutrient circulation of vegetation in grassland.This study investigated vegetation characteristics(canopy height,canopy length and crown width)of Caragana microphylla Lam.(shrub)and Achnatherum splendens(Trin.)Nevski.(herb),and snow morphologies(snow depth,snow width and snow braid length)in a typical steppe region of Inner Mongolia,China in 2017.And the influence of vegetation characteristic on snow resisting capacity(the indices of bottom area of snow and snow volume reflect snow resisting capacity)was analyzed.The results showed that snow morphology depends on vegetation characteristics of shrub and herb.The canopy height was found to have the greatest influence on snow depth and the crown width had the greatest influence on snow width.The canopy length was found to have little influence on morphological parameters of snow.When the windward areas of C.microphylla and A.splendens were within the ranges of 0.0-0.5 m2 and 0.0-8.0 m2,respectively,the variation of snow cover was large;however,beyond these areas,the variation of snow cover became gradually stable.The potential area of snow retardation for a single plant was 1.5-2.5 m2 and the amount of snow resistance was 0.15-0.20 m3.The bottom area of snow and snow volume(i.e.,snow resisting capacity)of clumped C.microphylla and A.splendens was found to be 4 and 25 times that of individual plant,respectively.The results could provide a theoretical basis both for the estimation of snow cover and the establishment of a plant-based technical system for the control of windblown snow in the typical steppe region of Inner Mongolia.