针对复杂寒区地表冻融状态情况，基于GPS-IR (Global Positioning System-Interference Reflectometry)技术进行地表冻融状态监测精度研究。采用2017—2022年PBO (The Plate Boundary Observatory) GPS站点数据，结合SNOTEL气象站地表实测数据，充分考虑了复杂寒区地表积雪深度、土壤湿度和地表冻融状态对GPS (Global Positioning System)多路径观测值的影响，基于GPS-IR技术利用卫星反射信号来进行地表冻融状态监测。结果表明：在积雪深度和土壤湿度时间序列平稳的状态下，GPS-IR技术的冻融监测精度为90.63%，积雪深度和土壤湿度的波动都会导致监测精度下降。实验表明GPS-IR技术的监测精度会受到积雪深度和土壤湿度的影响，在地球物理参数小范围变化的情况下监测精度较好，对地表冻融状态响应敏感，是一种有效监测复杂寒区冻融特性的有效手段。

卫星导航定位连续运行参考站(continuously operating reference stations,CORS)系统作为GNSS与网络通信技术结合发展出的新兴导航定位CORS系统，具有快速高效、高精度、网络化等优点，不仅可以测量地表位置及运动，还可以借助GNSS信号的折射与反射特征监测地表环境参数变化情况.本文提出一种将CORS站用于“积雪深度、土壤湿度、大气水汽、地表形变”的地表环境多参数综合监测体系，用以拓展CORS站在生态环境中的广泛应用.以齐齐哈尔市CORS站BFQE为实验案例，首先获取实验时段中CORS站接收的GNSS观测数据(含信噪比(signal to noise ratio,SNR)数据)、星历数据及气象数据对其进行预处理；其次对重采样的SNR数据采用非线性最小二乘及Lomb-Scargle谱分析方法解译特定时间段的浅层土壤湿度及地表积雪深度；然后通过联测远距离国际地球动力学服务机构站(International GPS Service for Geodynamics,IGS)采用相对定位技术获取测站的地表形变序列与大气水汽序列；最后，结合上述多种地表环境参数...

根据2018—2020年青海湖流域高寒草甸野外定点监测的温度、降水、土壤水热数据，分析了高寒草甸生态系统土壤冻融特征以及不同冻融阶段土壤温度、水分的日变化和季节动态过程。结果表明：(1)基于土壤温度变化特征分析，可将冻融循环过程划分为始冻期、完全冻结期、解冻期和完全融化期。各阶段持续的天数长短依次为：完全融化期>完全冻结期>解冻期>始冻期。从表层到深层土壤，完全融化天数持续增大，完全冻结天数趋于减小，0～180 cm土层完全融化期持续天数超过半年以上。(2)冻土表现出单向冻结、双向融化的规律，土壤融化速率(5.45 cm/d)快于土壤冻结速率(2 cm/d)。整个冻融过程，不同深度土壤水分的变化比温度的变化更复杂。(3)随着冻融循环过程，土壤温湿度呈现出周期性的季节变动特征。土壤温湿度日变化具有一致性，表层日较差大，随着深度的增加，日较差变小并趋于稳定。土壤剖面的结构特征对土壤水分异质性分布具有较强的解释性。

利用青藏高原东北部地区阿柔冻融观测站2013年5月至2014年11月观测资料,对通用陆面过程模式（CLM4.0）和动态陆面过程模式（DLM）青藏高原高寒地区土壤湿度模拟性能进行了评估。结果显示两种模式均能够较好的反映浅层（<40 cm）土壤湿度动态变化,然而显著低估非冻结期土壤湿度;通过土壤有机质含量对土壤湿度模拟敏感性分析发现模式模拟土壤湿度偏干可能与模式中土壤有机质方案不足有关。在此基础上改进DLM模式土壤有机质和冻土液态水渗透方案,实验结果表明新参数化方案显著提高了高寒、高有机质含量地区模式土壤湿度模拟,平均偏差（BIAS）、均方根误差（RMSE）,均方差（MSE）和相关系数（R）分别达到0.032 m3·m-3,0.078 m3·m-3,0.010 m3·m-3和0.866。

在黑龙江省水利科学研究院水利试验研究中心的综合实验观测场,利用2011年11月-2012年4月一个冬季冻融循环期的实测黑土耕层剖面土壤湿度和温度数据,对典型中-深季节冻土区黑土耕层土壤湿度与冻结融化期土壤温度变化进行研究.根据阳坡的黑土耕层土壤浅层1 cm、5 cm、10 cm及15 cm四种不同深度,对冻融循环过程中土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化特征进行分析,研究黑土耕层土壤冻融过程中不同深度土壤水分的变化情况,了解降水和温度对不同深度土壤湿度变化的影响.结果表明:在北京时间08:00、14:00及20:00,阳坡15 cm、10 cm、5 cm及1 cm深度黑土耕层土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化的线性相关可决系数分别为0.9298、0.9216、0.5989、0.7281,斜率平均标准偏差分别为0.017、0.019、0.095、0.056,截距平均标准偏差分别为0.17、0.25、1.31、0.83.阳坡10 cm及15 cm深度的黑土耕层土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化呈十分显著的线性相关关系.阳坡5 cm深度的黑土耕层土壤湿度在冻结融化期与土壤温度变化线性关系稍微显著.在...

利用天山北坡军塘湖流域2009、2010年春季融雪期季节性冻土湿度、雪深及流量数据,对春季融雪洪水与季节冻土的湿度变化进行分析,结果发现:(1)融雪期融雪洪水的流量与雪深、季节性冻土的湿度具有密切的关系,雪深及季节性冻土的湿度决定着融雪洪水峰值变化;(2)季节性冻土表层10cm范围内湿度的变化会导致融雪洪水的产生,而10cm以下季节性冻土的湿度剧烈变化引起融雪水的下渗而削弱了洪峰、降低了峰值。季节性冻土湿度的变化改变了下垫面的产流方式,研究季节性冻土湿度变化对融雪洪水的影响,对春节融雪洪水的预报具有重要意义。

利用多年冻土区唐古拉气象站与季节冻土区那曲毕节气象站2008年辐射、土壤未冻水含量及积雪等数据,对两种冻土类型下垫面上的地表反照率进行分析研究,得出两站地表反照率均呈现冬春季较大,夏秋季较小的规律,并且,积雪使地表反照率形成极大值,最大极值接近0.9。唐古拉站的地表反照率整体上比毕节站大,年平均地表反照率分别为0.38和0.31。地表反照率月较差(每月日平均地表反照率最大值与最小值的差值)冬季毕节站高于唐古拉站,而夏秋季节则相反。晴天,两站地表反照率均呈现"U"形,表现出早晚大、中午小,春、夏、秋、冬各季节典型晴天的地表反照率日平均值唐古拉站分别为0.23、0.20、0.20和0.25,毕节站为0.26、0.21、0.22和0.29。此外,讨论了两站太阳高度角和土壤湿度对地表反照率的影响,得出两站地表反照率随太阳高度角的增大均呈现e指数衰减趋势,土壤湿度与地表反照率呈负相关关系,且降雨对地表反照率的变化影响较大。