检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑冻融锋面移动过程的多年冻土水热模拟

冰川冻土 2024年第1期46卷 13-27页

作者：肖敏轩赵林张钰鑫高骏强邹德富胡国杰赵建婷李智斌赵拥华肖瑶刘广岳杜二计刘淼南京信息工程大学地理科学学院江苏南京210044 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟... 详细信息

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面,其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m,并将原模式的4层土层增加到19层土层,同时引入前人的有机质方案和植被根系方案,然后在此基础上,通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力,进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0~20 m的土壤温度与土壤液态含水量,模拟结果用站点0~3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明,由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面(0℃等温线)有明显阶梯状特征,最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力,使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻融锋面的变化趋势和最大深度。同时,改进后的模式整体改善了对土壤温度的模拟效果,使得0~3.2 m各土层土壤温度的平均RMSE降至0.89℃,减小44%;平均MBE降至-0.13℃,减小86%;模拟的3~20 m年均地温与实测数据更为接近。改进后的模式对土壤液态含水量的模拟水平也有一定改善,其中,模拟的0~3.2 m各土层的土壤液态含水量的平均RMSE降至0.06 m^(3)·m^(-3),减小33%;平均MBE降至-0.01 m^(3)·m^(-3),减小67%。模式还较好描述了活动层20 cm、40 cm、80 cm、120 cm土壤的融化时间。可以看出,在陆面过程模式中耦合能够较好模拟冻融锋面移动过程的Stefan方法可较大程度提高模式的模拟能力,是陆面过程模式改进的有效途径之一,本研究的结果可为多年冻土区陆面过程模式改进提供参考。

关键词： Stefan方法冻融锋面 Noah-MP 陆面过程模式西大滩

Stefan方程在土壤冻融过程模拟中的应用

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冰川冻土 2022年第1期44卷 327-339页

作者：刘文惠谢昌卫刘海瑞庞强强王武刘广岳杨雨昆王铭张琪青海大学地质工程系青海西宁810016 中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站甘肃兰州730000 青海大学生态环境工程学院青海西宁810016

多年冻土与大气间的相互作用主要是通过活动层中的水热动态变化过程而实现。气候变化背景下的多年冻土活动层冻融过程模拟、多年冻土厚度制图和变化预测是研究冻土区生态环境、水文、工程以及碳循环的基础。根据国内外研究进展,总结了... 详细信息

多年冻土与大气间的相互作用主要是通过活动层中的水热动态变化过程而实现。气候变化背景下的多年冻土活动层冻融过程模拟、多年冻土厚度制图和变化预测是研究冻土区生态环境、水文、工程以及碳循环的基础。根据国内外研究进展,总结了不同修正形式的Stefan方程在多年冻土活动层冻融过程和活动层厚度模拟中的应用进展,对将Stefan方程应用到分层堆积土壤中的不同算法进行了简要介绍,并指出了其在应用过程中存在的问题。Stefan方程首次将地表(或者大气)温度的变化与冰层(或者土层)的冻结融化过程以简单公式的形式联系起来,极大地简化了土壤冻结融化过程的分析计算。由于其输入参数少、形式简单、模拟效果可靠,成为常用模拟土壤冻融过程的方法之一,将其耦合到气候模型、陆面模型和水文模型中的研究也越来越多。Stefan方程最初在研究北极地区湖冰形成过程时提出,在应用到冻土学中后,不同学者在考虑土壤含水量、不同下垫面地气温差、地形和降水等因素后对方程进行了改进,并有多种算法试图将这一方程应用到非均质土壤中,取得了较好的模拟效果。但是,Stefan方程在国内的应用更多地用于简单模拟均质土壤多年冻土活动层厚度的空间分布状况,其应用到非均质土壤中的研究却较少。因此,未来需更深入研究Stefan方程模拟分层土壤的冻融过程,为准确掌握多年冻土对气候变化的响应研究提供最基本的方法。

关键词： Stefan方程冻融过程活动层厚度含水量

青藏高原工程走廊3个监测点多年冻土温度序列重建

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

科学通报 2023年第15期68卷 1985-2000页

作者：殷路辉赵林胡国杰赵建婷幸赞品孙哲张钰鑫刘广岳邹德富杜二计肖敏轩乔永平史健宗南京信息工程大学地理科学学院南京210044 中国科学院西北生态环境资源研究院青藏高原冰冻圈观测研究站冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室南宁530001

连续、长时间序列的多年冻土温度数据在开展气候变化对多年冻土的影响及其生态、水文效应研究中有着重要的科学意义.本文利用西大滩、五道梁、唐古拉3个观测点的实测地温数据首先对多年冻土模型及其参数化方案进行了验证、优化和标校,... 详细信息

连续、长时间序列的多年冻土温度数据在开展气候变化对多年冻土的影响及其生态、水文效应研究中有着重要的科学意义.本文利用西大滩、五道梁、唐古拉3个观测点的实测地温数据首先对多年冻土模型及其参数化方案进行了验证、优化和标校,以实测数据和经过校正的CMIP6逐月5 cm地表土壤温度数据作为模型的驱动数据,模拟了3个观测点1900~2019年多年冻土地温变化,并对1920年以后的模拟温度变化序列进行分析.结果表明:(1)多年冻土模型对处于地温年变化深度以下地温的模拟误差低于0.1℃,表明模型对于多年冻土的热状态具有较好的模拟能力;(2)1920~2019年西大滩、五道梁、唐古拉各模拟深度的年平均温度均呈现升温趋势,年地温变化(15 m)处的平均升温速率为0.07℃/10 a(0.05~0.09),不同深度岩土层的热状态对气候变化具有不同的响应时间,深层地温对气候变化的响应相较于浅层有20年左右的滞后;(3)多年冻土上限下降速率相差不大,平均为0.6 cm/a;多年冻土下限的上升速率分别为13.4、4.0和4.0 cm/a;多年冻土厚度分别减少13.9、4.6、4.7 m;(4)3个观测点多年冻土对气候变化的反应存在差异,处于多年冻土北部下界附近西大滩的多年冻土相对不稳定,对气候变化反应剧烈,而处于连续多年冻土区的五道梁和唐古拉多年冻土相对稳定.本研究重建的不同深度100年月尺度地温变化序列可以较好地反映青藏高原多年冻土温度的变化历史,与近40年来观测到的多年冻土变化的实际情况较为一致.地温序列是对目前青藏高原多年冻土地温数据时间短、连续性差的补充和完善,可被用作研究青藏高原多年冻土热状态变化的重要参考数据.

关键词：青藏高原 GIPL2模型多年冻土温度模拟温度重建

青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤CH_4产生速率研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冰川冻土 2011年第5期33卷 999-1005页

作者：赵拥华杜二计刘广岳岳广阳中国科学院青藏高原冰冻圈综合观测研究站冰冻圈科学国家重点实验室中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000

用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤不同温度条件下的CH4产生速率进行了研究.结果表明:CH4产生速率与温度之间呈现显著的指数关系,整个土壤剖面平均CH4生成速率和CH4生成速率初始值随温度的变化具有显著的相似性,都表现出... 详细信息

用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤不同温度条件下的CH4产生速率进行了研究.结果表明:CH4产生速率与温度之间呈现显著的指数关系,整个土壤剖面平均CH4生成速率和CH4生成速率初始值随温度的变化具有显著的相似性,都表现出随温度的升高而增加规律,0℃、5℃、18℃时的CH4生成速率分别是-18℃时的5.7、171.4倍和3 257倍.0℃、5℃、18℃件下,CH4产生速率在各土层间呈现"U"型分布特征;-18℃条件下,CH4产生速率在各土层间分布没有明显的规律.0℃、5℃、18℃条件下,各深度平均的CH4产生速率与时间呈现极显著的线性正相关关系;-18℃条件下,各深度平均的CH4产生速率与时间的也有线性正相关关系.但在不同温度条件下,1～72 h培养时间内,CH4产生速率变化范围存在明显差异,-18℃、5℃、18℃时,各土层平均CH4产生速率变化范围分别为:0.005～0.008、0.93～1.49 ng.g-1.h-1和16.4～30.7 ng.g-1.h-1;0℃条件下的CH4产生速率变异性最大,为0.02～0.06 ng.g-1.h-1.4种温度条件下.CH4产生速率与土壤有机碳含量没有相关性,但在正温条件下,与土壤pH存在负相关关系.

关键词：沼泽草甸土壤 CH4产生速率多年冻土青藏高原

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑冻融锋面移动过程的多年冻土水热模拟

冰川冻土 2023年

作者：肖敏轩赵林张钰鑫高骏强邹德富胡国杰赵建婷李智斌赵拥华肖瑶刘广岳杜二计刘淼南京信息工程大学地理科学学院南京信息工程大学数学与统计学院中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻科学国家重点实验室藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面，其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模... 详细信息

活动层内部的冻融锋面是冻融过程中冻结土层与融化土层的分界面，其上下土层的水热参数有着显著差异。在陆面过程模式中准确描述冻融锋面的移动过程将有助于提高其对多年冻土水热过程的模拟能力。本研究首先将Noah-MP陆面过程模式的模拟深度扩展到20 m，并将原模式的4层土层增加到19层土层，同时引入前人的有机质方案和植被根系方案，然后在此基础上，通过耦合Stefan方法以加强模式对冻融锋面的模拟能力，进而探究耦合Stefan方法的Noah-MP模式对西大滩多年冻土站点水热过程的模拟效果。研究中设置了不耦合Stefan方法的CTL控制试验和耦合Stefan方法的STE对照试验来分别模拟西大滩多年冻土站点2012年0～20 m的土壤温度与土壤液态含水量，模拟结果用站点0～3.2 m内10个深度的日均土壤温度、土壤液态水含量监测数据以及3 m、6 m和10 m的年均地温监测数据来做验证。研究结果表明，由土壤温度模拟值插值得到的冻融锋面(0℃等温线)有明显阶梯状特征，最大冻融深度与实测相比偏大。耦合Stefan方法增强了Noah-MP模式模拟冻融锋面的能力，使得模式能够基于Stefan方法较好地模拟出冻融锋面的变化趋势和最大深度。同时，改进后的模式整体改善了对土壤温度的模拟效果，使得0～3.2 m各土层土壤温度的平均RMSE降至0.89℃，减小44%；平均MBE降至-0.13℃，减小86%；模拟的3～20 m年均地温与实测数据更为接近。改进后的模式对土壤液态含水量的模拟水平也有一定改善，其中，模拟的0～3.2 m各土层的土壤液态含水量的平均RMSE降至0.06 m3·m-3，减小33%；平均MBE降至-0.01 m3·m-3，减小67%。模式还较好描述了活动层20 cm、40 cm、80 cm、120 cm土壤的融化时间。可以看出，在陆面过程模式中耦合能够较好模拟冻融锋面移动过程的Stefan方法可较大程度提高模式的模拟能力，是陆面过程模式改进的有效途径之一，本研究的结果可为多年冻土区陆面过程模式改进提供参考。

关键词： Stefan方法冻融锋面 Noah-MP 陆面过程模式西大滩

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

青藏高原北部不同下垫面土壤热力特性研究

太阳能学报 2013年第6期34卷 1076-1084页

作者：李韧赵林丁永建吴通华肖瑶杜二计刘广岳孙琳婵刘杨中国科学院青藏高原冰冻圈观测研究站兰州730000 冰冻圈科学国家重点实验室兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所兰州730000

利用2003年10月～2004年9月青藏高原北部可可西里（QT01）、北簏河（QT02）、开心岭（QT05）、通天河（QT06）等地区一个完整的冻融循环周期活动层土壤热通量、土壤温度、土壤水分等观测资料，通过数值方法汁钎：高原北部活动层土壤导... 详细信息

利用2003年10月～2004年9月青藏高原北部可可西里（QT01）、北簏河（QT02）、开心岭（QT05）、通天河（QT06）等地区一个完整的冻融循环周期活动层土壤热通量、土壤温度、土壤水分等观测资料，通过数值方法汁钎：高原北部活动层土壤导热率，分析高原北部活动层表层土壤热通量及导热率的变化特征。结果靠示，研究区域活动层土壤导热率具有明显的季节变化特点，表现为冷季小、暖季大；导热率随土壤容重的增火而增人，随下垫面植被盖度的增大而减小，高寒草甸土的上壤导热率小于高寒草原土的导热率；细粒土壤、较小未冻水含艟7支较低的饱和度是造成冷季士壤导热率较小的原冈；月平均导热率叮表永为地气温差及水气压等常规气象资料的函数。

关键词：青藏高原下垫面活动层导热率

青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤CH_4氧化速率研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冰川冻土 2013年第5期35卷 1126-1132页

作者：赵拥华赵林岳广阳刘广岳杜二计中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室青藏高原冰冻圈观测研究站甘肃兰州730000

CH4氧化是影响CH4排放通量的主要过程之一, 对CH4源汇效应起着重要作用.用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤在-10、-5、0、5、10和18 ℃等6个温度条件下1~72 h内CH4氧化速率进行研究. 结果表明：正温条件下, 各层土壤CH4... 详细信息

CH4氧化是影响CH4排放通量的主要过程之一, 对CH4源汇效应起着重要作用.用实验室培养法对青藏高原多年冻土区沼泽草甸土壤在-10、-5、0、5、10和18 ℃等6个温度条件下1~72 h内CH4氧化速率进行研究. 结果表明：正温条件下, 各层土壤CH4氧化速率呈现＂U＂型分布特征, 0~20 cm高、20~80 cm低、80~100 cm高;负温条件下, 各土层CH4氧化速率相对较低且无明显差异. -5、0、5、10和18 ℃时的CH4氧化速率分别是-10 ℃时的1.3、26.5、390.5、1 644.7和4 926.4倍, CH4氧化速率与温度之间呈现显著的指数关系. 正温条件下, 各深度平均的CH4氧化速率与时间呈现极显著的线性正相关关系;但CH4氧化速率变化范围存在着差异, 在0、5、10和18 ℃条件下, 各土层平均CH4氧化速率变异率为510%、173%、244%和179%, 0 ℃条件下的CH4氧化速率变异性最大. 在正温条件下, CH4氧化速率与土壤pH值存在负相关关系;冻土冻结时, CH4氧化速率与土壤pH值没有明显的相关性.

关键词：沼泽草甸土壤 CH4氧化速率多年冻土青藏高原

西大滩地区积雪对地表反照率及浅层地温的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

山地学报 2010年第3期28卷 266-273页

作者：孙琳婵赵林李韧姚济敏肖瑶刘广岳中国科学院青藏高原冰冻圈研究站冰冻圈科学国家重点实验室中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

利用西大滩2007年气象和辐射观测数据研究了积雪对地表反照率和浅层地温的影响。结果显示:相对积雪日数和气温与反照率相关性显著,反照率随相对积雪日数的增大而增大,随气温的增大而减小。冷暖季降雪对地温的变化具有阻隔作用,冷季地温... 详细信息

利用西大滩2007年气象和辐射观测数据研究了积雪对地表反照率和浅层地温的影响。结果显示:相对积雪日数和气温与反照率相关性显著,反照率随相对积雪日数的增大而增大,随气温的增大而减小。冷暖季降雪对地温的变化具有阻隔作用,冷季地温和气温都在-10℃左右时,10cm而且积雪持续时间达10d时,与气温相比积雪对地温变化的隔热绝缘作用较明显;雪深与积雪持续的时间均与地温呈反向变化。

关键词：西大滩地区雪深相对积雪日数地表反照率地温

青藏公路沿线多年冻土区活动层起始冻融时间的时空变化特征和影响因素

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

冰川冻土 2018年第6期40卷 1067-1078页

作者：刘广岳谢昌卫杨淑华中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室青藏高原冰冻圈观测研究站甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

多年冻土区活动层冻融格局对气候系统、能量平衡、水文过程和生态系统有重要的影响,地表冻融时间是反映冻融格局时空变化的重要指标。为了探明多年冻土区活动层起始冻融时间的影响因素和机制,通过对青藏公路沿线8个典型活动层观测场地... 详细信息

多年冻土区活动层冻融格局对气候系统、能量平衡、水文过程和生态系统有重要的影响,地表冻融时间是反映冻融格局时空变化的重要指标。为了探明多年冻土区活动层起始冻融时间的影响因素和机制,通过对青藏公路沿线8个典型活动层观测场地表起始融化时间(OOT)和起始冻结时间(OOF)进行研究,分析了不同观测场起始冻融时间的时空差异及其影响因素。结果表明:(1)青藏高原多年冻土区活动层起始融化主要发生在4月中下旬,起始冻结主要发生在10月中下旬。OOT的年际变化幅度远大于OOF,每年起始冻结的发生较起始融化更为准时。(2)起始融化发生时的气温普遍比起始冻结发生时高1～4℃。气温对OOT的影响要比对OOF大,其中OOT的变化主要与春季气温有关,冬季气温对其影响不大。(3)植被和土壤水分对OOT和OOF有重要调节作用,土壤含水率越高,植被状况越好,起始融化和冻结的发生时间往往越迟。(4)在起始融化和冻结阶段,厚度较大和持续时间较长的积雪对地温变化有明显的抑制作用,对OOT和OOF有延迟作用。

关键词：多年冻土活动层冻融青藏高原青藏公路