文章以喀拉喀什河为例,解析1956—2023年天然径流及降水序列的演变特征,揭示径流突变与降水周期性规律。运用累计距平分析法、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波,对相关序列数据开展研究。研究结果表明:径流量呈现阶段性变化,2008年前后发生突变,Morlet小波分析降水序列在1988年前后存在4-6年显著周期;降水丰枯交替明显,但90年代后呈现整体偏湿趋势,1993年后丰水期频次增加。揭示了干旱区内陆河流域径流对气候变暖的响应机制,明确了降水周期的作用。通过多尺度方法集成与长序列数据挖掘,深化了对干旱区内陆河流域水文过程复杂性的认识,为同类区域水资源可持续管理提供了可推广的技术路径与决策依据。
全球气候变暖形势严峻,温度的升高将直接导致广泛分布于青藏高原的各类含冰堆积体与冻结堆积体出现冻结区退化、热融沉降、失稳破坏等一系列工程地质问题。随着青藏地区人类生产实践与工程活动的日益频繁,这些工程地质问题将严重威胁着该地区的人民生命财产安全和重大工程建设进程。本研究建立了考虑冰水相变作用的岩土体渗流-传热-变形耦合数值模型,并通过与已有试验研究以及数值模拟研究的结果进行对比,充分验证了所搭建耦合模拟方法的有效性。基于所搭建的耦合模拟方法,聚焦帕隆藏布流域广泛分布的含冰冰碛土斜坡,结合历史气象数据和气候预测数据(SSP1-2.6与SSP5-8.5两种情景下),开展了自2020-2100年,时长80 a的斜坡多场耦合模拟与长期稳定性计算研究。结果.表明,坡体内部各深度土体在长期变暖进程中均呈现不同程度的升温,并进一步导致坡体内部冻结区出现不可逆转的退化,从而导致相应的不可逆转的热融沉降与稳定性下降现象。冻结区的退化与其相应导致的不良工程地质现象受未来不同气候演化模式影响巨大。在SSP5-8.5情景下,持续升温至2080年前后,年均大气温度共抬升了3.84℃,坡体内部开始出现冻结区不可逆的...
为研究和田河流域未来水资源变化趋势,基于流域出山径流长时间序列的实测径流资料,在分析和田河流域气温降水、冰川积雪等水文要素特点的基础上,结合区域气候监测数据,通过科学统计,查明气候变化背景下和田河出山口径流的响应变化特征,预估21世纪中叶,和田河水量将处于高位震荡的变化趋势,水资源持续增加。其中,2035年平均增幅可达7.55%~9.81%。研究结果为干旱地区气候与河流水资源变化研究提供了借鉴。
本文通过现场调查和实验分析,介绍了新疆阿尔泰山区泥炭地分布、类型及泥炭性状特征,对比山区内不同泥炭地的泥炭累积过程差异及主要影响因素。结果表明,新疆阿尔泰山泥炭地主要分布在海拔1700~2500 m的山间洼地,以草本和草本-泥炭藓沼泽为主。受地形和局地气候影响,泥炭地呈现出西北多且泥炭层厚、东南少而泥炭层浅的分布特征,东南部泥炭含水率和有机质含量远低于西北部。山区泥炭主要形成于早全新世时期,不同泥炭地的形成时间、泥炭累积速率和碳、氮含量变化存在差异。季节性冻土区铁力沙汗泥炭发育于约10000 cal a B.P.,而多年冻土区哈拉萨孜泥炭形成的起始时间约为14000 cal a B.P.。铁力沙汗泥炭累积速率表现为在泥炭起始发育时期较高,中全新世时期降低,晚全新世时期又上升的变化趋势,而哈拉萨孜呈现整体持续下降的变化趋势。铁力沙汗泥炭在中全新世时期的碳、氮含量明显高于其他时期,而哈拉萨孜泥炭碳、氮含量变化趋势整体较为平缓,仅在晚全新世时期变化显著。研究发现,除区域气候变化外,地质构造、水文条件以及植被变化过程等局地环境因素,也是影响山区泥炭累积和发育过程的主要因素。因此,在选用泥炭样本...
柴达木盆地北部是柴达木循环经济试验区“一区四园”中三个园区的分布区,水资源匮乏,近20年气候变化又使径流发生了显著改变,对水资源评价、河流生态和非地带性植被产生一定影响。为了全方位评价区域径流特征,本文采用WEP 模型对盆地北部6条河流进行长系列径流模拟,并采用实测与模拟结合的数据,结合PCA法筛选出的8个代表性IHA指标,从产汇流时空规律与环境特征流量不同角度进行分析,结果表明:(1)2001年后,山区径流深增加8%~28%,平原区不产流面积缩小58%;(2)1981到2020年径流系列于本世纪初发生突变,突变后径流量均值增幅8%~25%,近10年的增加分两种情况:有冰川补给的河流增加14%~41%,无冰川补给的河流增加26%~28%;考虑径流系列的不一致性,采用短周期和典型周期系列分别评价冰川融雪型和降水补给型河流的多年平均径流量,计算盆地北部区地表水资源总量为10.52亿m3;(3)小洪水因刺激鱼类产卵成为最典型的环境特征流量,研究发现小洪水次数与历时均增加,洪峰流量增加13%~37%。
冰冻圈水文过程对气候变化的响应及其影响已成为全球变化研究的热点问题之一。从全球尺度看,冰川的物质损失量(即冰川冰的融水量)2000—2019年整体表现为(48±16)~(57.6±13) Gt/(10 a)的加速趋势,但不同区域差异较大。从流域尺度看,不同流域冰川融水对气候变化的响应程度各异,主要取决于不同流域冰川规模大小及不同规模冰川的组成特征。尽管对全球不同冰川区的冰川融水未来变化趋势,尤其拐点出现时间的认识仍有所差异,但对于冰川融水空间变化整体格局存在共识,即未来全球冰川融水的变化趋势受控于冰盖及高纬度大型冰川的变化速率。全球变暖导致融雪期间径流年内分配出现明显变化,表现为流域融雪期明显提前,提前的日数主要集中在20 d以内,其次是消融早期的融雪径流明显增加,峰值流量到达时间提前。预估未来雨雪比增加将导致积雪储量减少,同时增加升华量,进一步强化融雪径流的提前时间,导致流域融雪径流贡献减少。气候变化通过多种方式影响多年冻土水文过程,表现在下垫面水文效应、活动层径流调蓄作用和多年冻土层上水变化三方面。在下垫面水文效应方面,地表冻融作用的加强、热融喀斯特的扩张和活动层加深,直接影响地表...
全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化,威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性,但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析。针对这一研究的不足,基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据,分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化,揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化,为多年冻土区铁路建设和维护提供参考。结果表明:近20年来,铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2℃和80mm;相较于2007年,2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1℃,多年冻土天然上限平均下降0.58 m,路基人为上限平均抬升2.34 m,路基左路肩平均沉降大于右路肩,存在阴阳坡效应。整体而言,铁路多年冻土路基状态稳定,运行状态良好,建设运营期间采取的一系列工程措施有效,但面向未来气候加剧变化趋势,应提前谋划多年冻土保护新技术。
以东昆仑鲸鱼湖流域为研究区,通过解译Landsat系列影像获取1990—2023年流域内冰川和湖泊范围,同时利用内陆水域水文时间序列数据库水位数据集和全球冰川物质平衡数据集,分析鲸鱼湖流域冰川面积、储量和物质平衡及鲸鱼湖面积、水位和储量变化特征。此外,结合ERA5再分析资料,探讨流域内冰川和湖泊的变化,及其对气候变化的响应过程。结果表明:(1) 1990—2023年,鲸鱼湖呈现显著扩张趋势,从266.00 km2扩张至399.30 km2,面积扩张了133.30 km2,扩张速率为4.66 km2·a-1;2013—2023年湖泊水位上升5.19 m,水位上升速率为0.55 m·a-1;湖泊水量增加1.31 km3,年增量为0.16 km3。(2) 1990—2023年流域内冰川呈现显著退缩趋势,冰川面积减小4.59 km2,变化速率为-0.12 km2·a-1,冰川储...
乃钦康桑地区是藏南山地极高海拔冰川的主要分布区之一,毗邻拉萨至日喀则349国道,区内冰川现状与变化受到广泛关注,从区域尺度评估该地区冰川变化对于指导当地冰川开发、监测与保护具有重要意义。基于历史时期遥感影像,利用波段比值与目视解译法提取了乃钦康桑地区1976—2022年的冰川边界,整体分析了乃钦康桑冰川的面积、运动与厚度变化特征,并选取区域内三条典型冰川进行详细分析。结合区域气候、地形和冰川表面反照率等因素,解释冰川变化的原因。结果表明,1976—2022年,乃钦康桑地区冰川面积共减少(17.88±6.75) km2,占1976年冰川面积的(17.63±6.70)%。不同规模冰川的数量与面积变化具有较为显著的差异,地形特征也影响冰川变化的异质性。2000—2019年,乃钦康桑地区冰川厚度平均减薄速率为0.26 m·a-1,冰川减薄主要发生在2000—2004年。近年来,区域冰川的减薄量与减薄范围均呈减小趋势。1988—2018年,乃钦康桑地区约62%的冰川覆盖区域呈减速趋势。而区域内8条冰川显著增速,地形是冰川加速运动的主要驱动因素,而高海拔...
[目的]季节冻土退化会直接影响生长季初期的水分补给,进而影响区域森林健康。然而,目前大兴安岭南段的冻土退化,特别是气候变化下冻土如何退化尚不清楚。[方法]在内蒙古赛罕乌拉国家级自然保护区长期实验森林中,定位观测2014—2022年气温、土壤温度、土壤体积含水量等环境因子,分析森林季节冻土退化特征。[结果]研究表明:大兴安岭南段气温加速上升,1997—2022年间年平均气温上升速率为0.42℃·(10 a)-1,比1973—1996年间的升温速率[0.34℃·(10 a)-1]加快了23.5%;且冻融期(当年11月—次年6月)平均气温上升速率更快[0.46℃·(10 a)-1]。土壤的冻融模式呈自上而下单向冻结,单向融化;冻结速率、融化速率随着土壤深度的增加而变快,在40~80 cm土层达到最大值(冻结速率2.23 cm·d-1、融化速率4.50 cm·d-1)。季节冻土持续退化,观测到的最大冻结深度由80 cm减少至40 cm;冻融期显著缩短,开始冻结时间推迟,完全融化时间提前...