Tag Archives: permafrost

近期两个工作

  • Zhang G, Nan Z*, Zhao L, Liang Y, Cheng G. Qinghai-Tibet Plateau wetting reduces  permafrost thermal responses to climate warming. Earth and Planetary Science Letters.  2021, 562: 116858. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2021.116858

我们在这个工作利用数值模拟研究了同时增温与增湿情况下的冻土热效应。我们有一些有意思的发现:1 夏季降水增多有助于保存冻土 (活动层土壤降温),气温升高会导致退化,因此增湿能起到缓冲、抵消增温对冻土的影响。2 增湿的这种效应具有空间性,在干旱区、半干旱区有显著作用,在半湿润与湿润区则作用不明显。3 在半干旱区发现增湿的双重作用,对活动层起到降温效果,对下伏多年冻土层则起到升温作用。详细介绍及论文原文请见我们的小组官网

此工作是我们此前一个关于冬季变暖对多年冻土影响的工作的后续工作。

  • Cao Z, Gao H, Nan Z*, Yin Z, Zhao Y. A semi-physical approach for downscaling soil  moisture data in a typical cold alpine area, Northwest China. Remote Sensing. 2021,  13(3): 509. https://doi.org/10.3390/rs13030509.

这是我两位硕士的工作。他们改进了一个前人工作,利用表观热惯性(ATI)作为代理变量,考虑土壤异质性,实现卫星土壤水产品的降尺度。区别于直接利用ATI 与土壤水的关系,该工作利用一个物理方法估算土壤质地方差以表征粗网格内部的土壤异质性。效果不错,但实用性一般,主要是因为他们是利用MODIS 产品计算ATI,而MODIS产品存在严重数据缺失,因此导致该方法在数据缺失的时候也不能用。但应该会有其他合适的变量。更详细介绍及论文见这里

最近的两个论文

  • Hu J#, Zhao S#, Nan Z*, Wu X, Sun X. A novel approach for mapping permafrost in a large  area using subregion maps and satellite data. Permafrost and Periglacial Processes. 2020,  31(4): 548-560. 

我们发展了一个利用区域调查图来制作大区域冻土分布图的方法,输入包括遥感地表温度、土壤类型等数据。详细介绍见:https://permalab.nanzt.info/frostnum-cop-permafrost-mapping-method.html

  • Chen Y, Nan Z*, Zhao S, Xu Y. A Bayesian approach for interpolating clear-sky MODIS  land surface temperatures on areas with extensive missing data. IEEE Journal of Selected  Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2020, 14: 515-528.  

我们在Yu et al. 2015的基础上,发展了一种利用时序上邻近的多个影像对缺失的地表温度进行晴空等效地表温度插值的方法。详细介绍见:https://permalab.nanzt.info/modis-jstars-2020.html

【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。

Continue reading

【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。

Continue reading

【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。

Continue reading

【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)
Continue reading

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。

Continue reading

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;