有无遮蔽条件下季节性积雪融雪规律试验研究 ——以乌鲁木齐河城市段典型区为例

作     者：唐小雨 

作者单位：新疆农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高凡

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：季节性积融雪 林冠下 开阔地 分层积雪物理特性 浅层土壤水热状况 

摘      要：积雪属于流域水循环过程中的重要组成部分,同时积雪消融产生的融雪水对干旱半干旱地区而言也是极为重要的淡水资源。在积雪消融过程中,浅层土壤水热状况与融雪水下渗具有互馈作用,是影响融雪产流模拟的重要参数,但目前针对不同遮蔽条件下分层积雪物理特性及土壤水热互作效应机理缺少系统性的观测分析,致使难以在融雪径流模型中区分不同下垫面条件对积融雪水文效应的影响。基于此,通过对新疆天山北坡乌鲁木齐河流域下游试验区2017年11月～2018年3月有无遮蔽条件下（林冠下、开阔地）积融雪过程中积雪与冻土要素进行观测与分析,尝试揭示分层积雪物理特性及浅层土壤温湿度垂直变化规律与差异特征,分析积雪消融期内土壤分层温湿度的变化规律,确定气温与二者间的定量关系,以期系统理解大气-植被-积雪-冻土间水热耦合关系,并且对开展变化环境下水资源合理开发与可持续利用具有指导意义。成果如下:（1）积雪稳定期内,林冠下雪层均温（-8.69℃）略高于开阔地（-9.70℃）;开阔地含水率变化呈单峰型,至粗粒雪层（0.950%）达峰值,林冠下雪层液态含水率自新雪层（0.215%）至深霜层（0.787%）呈上升趋势;林冠下积雪密度均值（0.1516g/cm3）略低于开阔地（0.1772g/cm3）,积雪密度及含水率随气温逐渐降低均符合一元线性回归减小趋势变化。（2）积雪消融期内,开阔地融雪速率（0.96cm/d）明显大于林冠下（0.68cm/d）;积雪密度变化呈单峰型,至中粒雪层（0.3406g/cm3;林冠下）与细粒雪层（0.3224g/cm3;开阔地）达峰值;林冠下与开阔地积雪含水率峰值均集中在细粒雪层,分别为1.415%和2.110%;积雪密度与含水率随气温逐渐升高分别符合一元线性回归及指数增加趋势变化。（3）积雪消融期内,开阔地土壤温度呈大幅度上升-下降-再上升的变化趋势,林冠下全层土壤温度呈现上升-平稳维持的波动过程;各层土壤湿度变化基本呈轻微“双峰形状;同一深度土壤水热关系均呈现一定的正相关关系,且自地表随剖面深度增加呈减弱趋势;气温对浅层土壤温湿度的影响程度均高于更深层次的土壤。