Tag Archives: permafrost

【zt】神秘的冻土4(完):“亚洲水塔”的故事

转自宋基会嘉公益
原文: https://mp.weixin.qq.com/s/vWU_0nFypzUanO_IkT4wzQ (音频版)
作者:赵淑萍、南昭瑾
音频:亚洲水塔的故事,07:43

我国的青藏高原广泛发育有冰川、冻土、沼泽、湖泊等地貌。冰川素有“天然固态水库”之称,青藏高原冰川储量约占亚洲冰储量的三分之一,中国整体冰储量的80%多,是地球上除南北极外冰储量最大的地方,被誉为“地球第三极”。青藏高原还有广泛的多年冻土分布,在土里储藏着大量的地下冰,据一个初步研究,地下冰储量是青藏高原地下水储量的10倍、是冰川储量的2-3倍。青藏高原上分布的湖泊占了中国湖泊数量与面积的一半,储藏着大量水资源。青藏高原被誉为“世界屋脊”,平均海拔4000米以上,就像一座天然的高塔,将冰雪融水源源不断的向外输送,孕育了黄河、长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等多条亚洲重要河流,向亚洲近20亿人供应着淡水。所以,这也是青藏高原被称为“亚洲水塔”的原因。

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【zt】神秘的冻土3:高原草地上的泥石流

转自宋基会嘉公益
原文: https://mp.weixin.qq.com/s/IsC7nj8sx58FlOJv-MRouA (音频版)
作者:赵淑萍、南昭瑾
音频:高原草地上的泥石流,07:54

2017年9月份,一段拍摄自青海玉树的视频在网上流传,引起了网友们的极大兴趣。在视频中,绿色草原被“撕裂”,黑色的泥土从地下翻起来,像是被推土机推着前进一样,沿着坡面缓缓向下滑动,宛如一条黑色的河。

要了解这个地质现象,就需要了解一种广泛分布于寒冷地区的一种土体——冻土。冻土是指土壤里面含有冰的土体,需要在比较寒冷的地方发育,因此世界上的大部分冻土都分布在南极和环北极地区,我国的冻土区主要分布在青藏高原、蒙古高原和东北,而视频里的发生地玉树,就处于青藏高原地区,那里有广泛的冻土分布。自然界冻土区的近地表的土壤夏季融化、冬季冻结,这样反复的冻融会导致很多问题。

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【zt】神秘的冻土2:藏在地下的神秘病毒

转自宋基会嘉公益
原文:https://mp.weixin.qq.com/s/inYN1_60A-7oopp3WtXh_Q (音频版)
作者:赵淑萍、南昭瑾
音频:藏在地下的神秘病毒,07:04

根据报道,这些“藏在地下的病毒”往往出现在寒冷的地区,比如俄罗斯的西伯利亚,美国的阿拉斯加,地球两极等地。在这些寒冷地区分布着一种特殊地层——冻土。冻土是指土壤里面含有冰的土壤。季节冻土在冬天冻结、夏天完全融化;多年冻土靠近地表的土壤照样是冬天冻结、夏天融化,但距离地面比较深的土壤是多年不融化的。

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【zt】神秘的冻土1:青藏高原上的神奇天路

转自宋基会嘉公益
原文:https://mp.weixin.qq.com/s/UNLXxEaigNWjYSlut_dr6Q (音频版)
作者:赵淑萍、南昭瑾
音频:青藏高原上的神奇天路,09:19

当你坐着火车沿着这条神奇的天路在青藏高原穿行时,你可能会发现铁路边上有很多稀奇古怪的东西。比如,铁路路基边上铺着碎石块、路基里面埋着管子、路上搭着蓝色的小棚子,路两边还插着一排排的杆子。

青藏公路两侧的通风管(南卓铜摄)
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欢迎参加AOGS2020 HS37: 多年冻土变化和冻土进展

欢迎同行参加AOGS2020,HS37: 多年冻土变化及建模进展,召集人赵林教授。
摘要截止: 2020年1月21日。摘要提交需要登录MARS系统。
期盼相聚韩国洪川、畅谈冻土进展。

AOGS2020, HS37:Permafrost Changes and Modelling Advances, Conveners: Zhao Lin, Mamoru Ishikawa, Fujun Niu & Zhuotong Nan.
Abstract submission due: Jan 21, 2020

While climate models project strong future warming, continuous changes in permafrost will have major impact on the Earth system, affecting climate system, water cycle and carbon cycle. There is an urgent need to understand the nature of the change of permafrost dynamics in response to climate change. It is therefore timely for a session to bring together studies that address recent advances in understanding, diagnosis and prediction of past and future changes in permafrost regions in Asia as well as improvements in numerical permafrost modelling.
28 Jun to 4 Jul 2020, Sono Belle Vivaldi Park, Hongcheon.

GRL: 青藏高原冬季变暖对多年冻土的影响研究

被誉为世界“第三极”的青藏高原是全球中低纬度地区海拔最高、面积最大的多年冻土区,被称为全球变化的“驱动机”和“放大器”。过去50年青藏高原变暖趋势明显,导致多年冻土发生显著退化,进而严重影响到区域水文、生态乃至全球气候系统。近30年高原变暖速率显著增加,且冬季变暖速率快于夏季变暖。这就引发了一个重要的科学问题,即冬季变暖如何影响整个高原多年冻土的变化。然而,迄今为止,尚未有研究评估多年冻土对冬季变暖的响应。

针对上述科学问题,我们以数值实验为手段,首次研究了青藏高原冬季变暖对多年冻土的影响,结果表明:

  • 1980−2009年,青藏高原冬季气温以0.66 °C/10a的速度升高,是夏季增温0.27 °C/10a的两倍多。在2000s,夏季变暖有所减缓而冬季变暖不断增强。
  • 多年冻土的活动层厚度主要受夏季变暖的影响,而季节性冻土的最大冻结深度主要受冬季变暖的影响。即使气候持续变暖,多年冻土的活动层厚度却呈轻微下降趋势,为0.07 m/10a。虽然多年冻土的面积总体上保持相对稳定,但过去30年,多年冻土的年平均低温以0.13 °C/10a的速度升高。
  • 2000年以前,夏季变暖主导着多年冻土热状况的变化,之后,冬季变暖对多年冻土热状况的影响逐渐增大并超过了夏季变暖,冬季变暖加剧了多年冻土的热退化。由于2000年以来冬季快速变暖,青藏高原北部羌塘高原的高寒连续多年冻土发生了显著的区域性变暖。这是先前研究从未报道过的一个新的发现。

该研究通过假设数值实验首次研究了冬季变暖对多年冻土变化的影响,为理解青藏高原多年冻土对季节性变暖的响应提供了一个新的视角。

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一篇冰川冻土中文论文

植被和土壤参数会较大影响到陆面过程模型的模拟结果,但在青藏高原的相关模拟中,通常并没有对这些参数进行专门的考虑,而相对地其他区域,青藏高原具有植被稀疏和土壤粗颗粒含量高等显著特征,那么这些特点会对多年冻土的模拟结果会有产生多大的影响?我们的研究表明,青藏高原植被土壤特性对Noah模拟结果较大影响。该成果发表在2018年第2期《冰川冻土》。

引用:吴小波,南卓铜*,王维真,赵林. 基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土影响的模拟. 冰川冻土. 2018, 40(2): 279-287.

下载:官网; Baidu;

A paper on evaluation of some simple permafrost models on QTP

Zhao S, Nan Z*, Huang Y, Zhao L. The application and evaluation of simple permafrost distribution models on the Qinghai-Tibet Plateau. Permafrost and Periglacial Processes. 2017, 28(2): 391-404. DOI:10.1002/ppp.1939.

ABSTRACT

The performance of simple permafrost distribution models widely used on the Qinghai–Tibet Plateau (QTP) has not been fully evaluated. In this study, two empirical models (the elevation model and mean annual ground temperature model) and three semi-physical models (the surface frost number model, the temperature at the top of permafrost model and the Kudryavtsev model) were investigated. The simulation results from the models were compared to each other and validated against existing permafrost maps of the entire QTP and in three representative areas investigated in the field. The models generally overestimated permafrost distribution in the investigated areas, but they captured the broad characteristics of permafrost distribution on the entire QTP, and performed best in areas with colder, continuous permafrost. Large variations in performance occurred at elevations of 3800–4500 m asl and in areas with thermally unstable permafrost. The two empirical models performed best in areas where permafrost is strongly controlled by elevation, such as eastern QTP. In contrast, the three semi-physical models were better in southern island permafrost areas with relatively flat terrain, where local factors considerably impact the distribution of permafrost. Model performance could be enhanced by explicitly considering the effects of elevation zones and regional conditions.

Links: Baidu;

一篇冻土建模的中文论文

马启民,黄滢冰,南卓铜*,吴小波. 青藏高原典型多年冻土区的一维水热过程模拟研究. 冰川冻土. 2016, 38(2): 341-350.

摘要:

了解多年冻土内部的水热过程对寒区工程规划和建设的辅助决策具有重要意义。冻土的水分迁移与温度变化密切相关,然而传统的经验模型局限性大,对水热物理过程考虑不足;陆面过程模型所需的驱动数据多且很难准确模拟深层土温,尽管数值模型在工程上应用的比较多,但很少应用到冻土的演化过程中。基于非饱和土壤渗流和热传导理论,实现了冻土水分场与温度场的水热耦合数值模拟。以唐古拉综合观测场为例,将数值模拟结果与观测数据进行对比,验证水热耦合数值模拟的有效性。结果表明:模型对土壤温度模拟效果较好,15 m以上R2在0.88以上,RMSE在1℃以内;水分模拟尚可,但仍存在一定误差,R2在0.7以上,RMSE在7.65%以内。模拟的活动层厚度约3.6 m,年平均地温所在的深度约为15 m,与实测值基本一致。该水热耦合模型可用于研究多年冻土区土壤水热变化规律.

下载 (pdf, ~10.8 MB): mqm.et al. bcdt.2016