湖冰是气候变化的指示因子，全球气候变暖，对湖冰的生消过程产生了深远的影响。青藏高原湖泊众多，冻结现象普遍，对气候变化的响应最为敏感，但目前对于高原湖冰的热力过程研究较少，大气—湖冰—湖水间的相互作用机制尚未明确，而青海湖作为青藏高原最大的湖泊，对高原气候及水资源平衡的影响尤为重要。因此在2022年2月5日开展青海湖冰封期湖泊气—冰—水原位观测试验，分析积雪、沙尘及裸冰面情况下的青海湖湖冰变化过程的差异。结果表明：2月处于湖冰发展平衡期，最大冰厚为36.5 cm，最大雪深10.4 cm，雪深的增加降低了冰厚生长速率；湖冰反照率早晚高，午时低，积雪覆盖时反照率最大为0.61，而沙尘及裸冰面情况下反照率分别降至0.27和0.16，太阳净辐射强度也随反照率变化相应改变；冰温随深度增加，温度升高，日变化幅度减小，对气温的敏感程度减弱；积雪会显著降低气温与冰温间的相关性，相关系数由裸冰面阶段的0.93降至0.34；积雪放大表层冰温对气温响应的滞后效应，滞后时间为73～169 min，而裸冰在太阳辐射强烈作用下，较气温提前97 min达到最大值；冰内垂向传导热通量的变化与冰温一致，随深度增加热通量降...

湖冰是气候变化的指示因子，全球气候变暖，对湖冰的生消过程产生了深远的影响。青藏高原湖泊众多，冻结现象普遍，对气候变化的响应最为敏感，但目前对于高原湖冰的热力过程研究较少，大气—湖冰—湖水间的相互作用机制尚未明确，而青海湖作为青藏高原最大的湖泊，对高原气候及水资源平衡的影响尤为重要。因此在2022年2月5日开展青海湖冰封期湖泊气—冰—水原位观测试验，分析积雪、沙尘及裸冰面情况下的青海湖湖冰变化过程的差异。结果表明：2月处于湖冰发展平衡期，最大冰厚为36.5 cm，最大雪深10.4 cm，雪深的增加降低了冰厚生长速率；湖冰反照率早晚高，午时低，积雪覆盖时反照率最大为0.61，而沙尘及裸冰面情况下反照率分别降至0.27和0.16，太阳净辐射强度也随反照率变化相应改变；冰温随深度增加，温度升高，日变化幅度减小，对气温的敏感程度减弱；积雪会显著降低气温与冰温间的相关性，相关系数由裸冰面阶段的0.93降至0.34；积雪放大表层冰温对气温响应的滞后效应，滞后时间为73～169 min，而裸冰在太阳辐射强烈作用下，较气温提前97 min达到最大值；冰内垂向传导热通量的变化与冰温一致，随深度增加热通量降...

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湖冰是气候变化的指示因子，全球气候变暖，对湖冰的生消过程产生了深远的影响。青藏高原湖泊众多，冻结现象普遍，对气候变化的响应最为敏感，但目前对于高原湖冰的热力过程研究较少，大气—湖冰—湖水间的相互作用机制尚未明确，而青海湖作为青藏高原最大的湖泊，对高原气候及水资源平衡的影响尤为重要。因此在2022年2月5日开展青海湖冰封期湖泊气—冰—水原位观测试验，分析积雪、沙尘及裸冰面情况下的青海湖湖冰变化过程的差异。结果表明：2月处于湖冰发展平衡期，最大冰厚为36.5 cm，最大雪深10.4 cm，雪深的增加降低了冰厚生长速率；湖冰反照率早晚高，午时低，积雪覆盖时反照率最大为0.61，而沙尘及裸冰面情况下反照率分别降至0.27和0.16，太阳净辐射强度也随反照率变化相应改变；冰温随深度增加，温度升高，日变化幅度减小，对气温的敏感程度减弱；积雪会显著降低气温与冰温间的相关性，相关系数由裸冰面阶段的0.93降至0.34；积雪放大表层冰温对气温响应的滞后效应，滞后时间为73～169 min，而裸冰在太阳辐射强烈作用下，较气温提前97 min达到最大值；冰内垂向传导热通量的变化与冰温一致，随深度增加热通量降...

湖冰是气候变化的指示因子，全球气候变暖，对湖冰的生消过程产生了深远的影响。青藏高原湖泊众多，冻结现象普遍，对气候变化的响应最为敏感，但目前对于高原湖冰的热力过程研究较少，大气—湖冰—湖水间的相互作用机制尚未明确，而青海湖作为青藏高原最大的湖泊，对高原气候及水资源平衡的影响尤为重要。因此在2022年2月5日开展青海湖冰封期湖泊气—冰—水原位观测试验，分析积雪、沙尘及裸冰面情况下的青海湖湖冰变化过程的差异。结果表明：2月处于湖冰发展平衡期，最大冰厚为36.5 cm，最大雪深10.4 cm，雪深的增加降低了冰厚生长速率；湖冰反照率早晚高，午时低，积雪覆盖时反照率最大为0.61，而沙尘及裸冰面情况下反照率分别降至0.27和0.16，太阳净辐射强度也随反照率变化相应改变；冰温随深度增加，温度升高，日变化幅度减小，对气温的敏感程度减弱；积雪会显著降低气温与冰温间的相关性，相关系数由裸冰面阶段的0.93降至0.34；积雪放大表层冰温对气温响应的滞后效应，滞后时间为73～169 min，而裸冰在太阳辐射强烈作用下，较气温提前97 min达到最大值；冰内垂向传导热通量的变化与冰温一致，随深度增加热通量降...

热水钻被认为是开展极地冰下湖探测最高效、最安全和最清洁的钻探装备。利用热水钻开展冰下湖钻探时需要建造回水腔，但目前回水腔的结构及热特性尚不清楚。为此，本文首先梳理了深层热水钻回水腔的主要结构形式。然后，以上覆冰层对冰下湖水的压力为基础，建立了回水腔建造深度计算方法，并确定了回水腔的初始形状及主要尺寸的计算方法。接着，通过建立回水腔周围冰层温度场的物理模型和数学模型，提出了回水腔临界回水温度和临界注热流量的计算方法，并系统分析了各因素对这两个参数的影响规律。研究结果表明：当深层热水钻用于冰下湖钻探时，回水腔应优先选用双层主/副孔结构，主孔和副孔之间的距离应该小于1 m，主/副孔直径应在0.3～0.6 m之间且回水腔的高度应比潜水泵大2～3 m；回水腔的建造深度主要由冰盖厚度决定，在实际工程中，回水腔的建造深度应比理论计算值大15～30 m；回水腔的临界回水温度和临界注热流量随时间的增大而减小；正常工况下，回水腔的临界回水温度不超过2～3℃，而临界注热流量不超过12 L/min。

热水钻被认为是开展极地冰下湖探测最高效、最安全和最清洁的钻探装备。利用热水钻开展冰下湖钻探时需要建造回水腔，但目前回水腔的结构及热特性尚不清楚。为此，本文首先梳理了深层热水钻回水腔的主要结构形式。然后，以上覆冰层对冰下湖水的压力为基础，建立了回水腔建造深度计算方法，并确定了回水腔的初始形状及主要尺寸的计算方法。接着，通过建立回水腔周围冰层温度场的物理模型和数学模型，提出了回水腔临界回水温度和临界注热流量的计算方法，并系统分析了各因素对这两个参数的影响规律。研究结果表明：当深层热水钻用于冰下湖钻探时，回水腔应优先选用双层主/副孔结构，主孔和副孔之间的距离应该小于1 m，主/副孔直径应在0.3～0.6 m之间且回水腔的高度应比潜水泵大2～3 m；回水腔的建造深度主要由冰盖厚度决定，在实际工程中，回水腔的建造深度应比理论计算值大15～30 m；回水腔的临界回水温度和临界注热流量随时间的增大而减小；正常工况下，回水腔的临界回水温度不超过2～3℃，而临界注热流量不超过12 L/min。

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南水北调中线工程自2014年12月全线通水以来已运行10个冬季，2020—2021年度冬季为冰情第二严重的冬季，具有较大的研究价值。沿线冬季气温、输水流量和水温是输水渠道冰凌生成的两大关键驱动因子，流量越小、气温越低越易生成冰凌。该冬季沿线闸站输水流量约占其渠段设计流量的40%～52%,并总体保持稳定，其中，陶岔闸输水流量175 m3/s,岗头闸输水流量51 m3/s,北拒马河闸输水流量26 m3/s。该冬季气候具有前期偏冷、后期回暖早的特点，尤其2021年1月6—8日出现历史罕见强寒潮过程，保定站最低气温达-22.0℃,3 d滑动气温为-10.2℃,沿线多个气象站接近建站以来的最低值，导致流冰和冰盖等冰情发生。岗头隧洞至北拒马河暗渠为封冻冰盖渠段，呈非连续冰盖分布，冰盖累计长38 km,最大冰厚16.0 cm,封冻历时10 d。该冬季冰盖具有生成发展速度快，开河时间早，持续时间短的特征。