20世纪后期青藏高原积雪和冻土变化及其与气候变化的关系

利用1981—1999年青海和西藏72个气象台站的常规观测资料,分析了青藏高原冬春积雪日数和冻结日数的变化及其与气候变化的关系。结果表明:高原冬春积雪日数在20世纪80年代是增加的,在20世纪90年代则是减少的;而此20年间高原季节性冻土冻结日数呈递减趋势。多年平均的高原冬春积雪日数由南向北是减小的,多年平均的冻结日数由高原中部向四周是递减的。高原冬春积雪日数、冻结日数均以2～6年周期变化,气温以准3年周期变化,西藏降水以准8年、准3年周期变化,而青海降水以3～5年周期变化,高原冬春积雪日数、冻结日数和冬春气温振荡变化从20世纪80年代到90年代都呈现加快趋势。冬春积雪日数的变化与冬春气温的变化呈负相关,与冬春降水的变化呈正相关;冻结日数的变化与冬春气温和冬春降水的变化均呈负相关。

新疆阿勒泰地区积雪变化特征及其对冻土的影响

依据新疆阿勒泰地区气象台站观测的1961-2011年最大积雪深度、积雪日数资料与安装在库威水文站的雪特性站观测的积雪密度资料,讨论了新疆阿勒泰地区积雪的变化特征.结果表明:阿勒泰地区近50a来最大积雪深度变化均呈显著增加的趋势,且西部最大积雪深增加趋势大于东部.积雪日数变化较为复杂,在空间分布上有差异,位于最东面的富蕴和青河50a来积雪日数呈减少趋势,其余各站均为增加趋势,且东部历年平均积雪日数略高于西部,积雪日数的增加趋势比最大积雪深度增长得平缓.2011年8月-2012年9月在阿勒泰额尔齐斯河上游库威水文站架设的雪特性站观测资料表明,在额尔齐斯河源头高山区冬季积雪主要是空心化的密实化过程,升华可能是其主要的物质损失过程,引起升华的主要气象要素是气温、风速和水汽压.各站月最大冻结深度与海拔关系较为密切,随海拔的增加而增大.积雪20cm厚是积雪对下伏土壤冻结影响的一个界限,积雪厚度超过20cm就有一定的保温作用;积雪超过40cm时,气温变化对下伏土壤冻结的影响保持稳定,冻结深度也达到稳定值;但当积雪厚度超过70cm之后,冻结深度会再次发生变化,可能是由于地温从下向上的影响或地温不能与气温交换而产生的又一次变化.

1971—2016年青藏高原积雪冻土变化特征及其与植被的关系

利用1971—2016年青藏高原81个气象站逐月积雪日数和45个测站第一冻结层下界观测资料,分析了青藏高原积雪冻土的时空变化特征及其与高原植被指数(NDVI)的关系,探讨了积雪冻土下垫面变化对高原植被及沙漠化的可能影响。结果表明:1)青藏高原积雪日数分布极不均匀,巴颜喀拉山和唐古拉山为高原积雪日数的大值区,且年际变率较大。2)青藏高原积雪日数总体上呈现减少趋势,平均以3.5 d/(10 a)的速率减少,且在1998年前后发生突变,减少速率进一步加快,达到5.1 d/(10 a)。3)青藏高原第一冻结层下界呈上升趋势,达到-3.7 cm/(10 a),与青藏高原增暖紧密相关。4)青藏高原NDVI呈缓慢增加趋势,与高原气温、降水的增加趋势相一致,积雪冻土的变化对不同区域植被NDVI的影响有显著差异。在气候变暖背景下,形成的暖湿环境促进积雪消融、冻土下界提升,使土壤浅层含水量增加,有利于植被恢复和生长,其结果对高原土地沙漠化防治有一定参考作用。

基于MODIS数据的东北地区积雪时空变化

积雪是冰冻圈重要组成部分,冰冻圈各要素的时空变化能够对气候、水文、生物和经济发展产生重要影响。因而,研究和掌握冰冻圈各要素的时空变化规律可以更好地评价气候变化影响、促进区域经济发展和改善人民生产生活。遥感数据可以获取地表冻融状况和积雪覆盖状况,为研究提供了很好的数据基础。因此,本文基于MODIS积雪数据产品构建并分析了东北三省的积雪时长和无积雪冻结日数百分比的时空变化规律,并揭示了冬季温度和降水的关系。结果表明:1) 东北三省地区西北部、东北部以及西南部积雪天数有显著减少的趋势,其他大部分地区积雪时长变化都不明显;2) 中北部和东部有部分地区无积雪日数百分比呈减少趋势,西南部呈显著增加的趋势。冬季温度对积雪变化的具有重要影响。