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。

末次冰期的两类北大西洋千年尺度气候突变现象Dansgaard-Oeschger Oscillation(DO振荡)和海因里希事件(HS)在全球多处重建记录中均有体现，然而其触发机制及为何集中于海洋氧同位素第3阶段(MIS 3)发生仍处在探索阶段。本研究利用全球耦合模式，模拟并分析了MIS 3背景场下冰盖变化对全球气候的影响及其与千年尺度气候突变事件的联系。结果表明：1)DO/HS间冰阶期间，高海拔冰盖使行星波振幅增大，大气向极区输送热量增加，北极变暖，北大西洋海冰面积减少，但格陵兰岛存在阻塞高压，使DO/HS间冰阶期间温度偏低。冰盖条件显著影响了北半球冬季大气环流形态且与DO/HS的发生有紧密的联系。MIS 3阶段冰盖较末次冰盛期(LGM)而言，更利于千年尺度气候振荡的形成。2)高冰盖情境下格陵兰岛有一定阻塞高压且地表气温降低，北大西洋副极地涡旋由于海洋表面风应力增加而加强，向北热量输送也相应增加。3)加入淡水强迫之后，大西洋经向翻转环流(AMOC)强度减弱，北大西洋海表温度降低，海冰增加，进入冰阶状态。此时，增强的大气向北热量输送削弱了由于AMOC减弱造成的降温，不利于格陵兰岛冰阶状...

利用1961—2012年来黑龙江省32个气象台站的逐日冻土观测数据,使用变异系数法、线性趋势估计法、克里金插值法以及突变检验方法,对黑龙江省冻土最大冻结深度的时空变化特征进行了分析。得到如下结论:黑龙江省冻土最大冻结深度年下降速率为-0.67 cm/a,变异系数为9.9%,突变年份出现在20世纪80年代中后期,在60年代最大冻结深度达到最大。之后每10年出现明显的递减趋势,下降速率为12.43 cm/10 a。黑龙江省冻土平均开始冻结日期在10月中旬左右,冻土开始解冻的日期最早出现在2007年3月1日,最晚出现在1972年4月6日。冻结日期在不断提前,而冻土开始冻结日期却在逐步延后,空间分布总体上呈现北高南低的趋势走向。低值区主要位于铁力、通河站点附近,同纬度相比,中部地区的最大冻结深度偏低。

基于MK检验、滑动t检验、EOF分析方法,使用近50年(1961-2012年)黑龙江省32个气象基准台站逐日冻土观测数据、气温观测数据,对黑龙江省冻土厚度时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)近50年黑龙江省冻土厚度减少了12.86 cm,下降速率为-0.53 cm/a,以2001年为界发生了突变。(2)冻土厚度空间分布呈现由北厚南薄格局,中部地区冻土厚度较同纬度其他区域偏低;空间变化呈现南部冻土厚度降低快,北部降低慢,中部与西部、东南部呈相反变化的特征,伊春、铁力、漠河观测点为冻土变化敏感区。(3)气温是影响黑龙江省冻土厚度变化的主要因素,与冻土厚度相关系数为-0.611。本文的主要贡献为揭示了黑龙江省冻土厚度的空间变化特征,为相关研究及各级政府规划提供了依据。

利用松花江流域内及周边的56个气象站点资料,采用气候统计学分析方法,对1960-2004年松花江流域最大冻土深度的时空变化及其与气温的关系进行了分析。结果表明:流域年最大冻土深度分布整体呈由南向北增加的趋势。月最大冻土深度有明显的季节变化,最大值多出现在3月,且高纬度地区最大冻土深度均大于低纬度地区。1960-2004年松花江流域年最大冻土深度呈明显下降趋势,变化率为-8.25 cm/10a,与冻土同期的年均气温呈显著升高趋势,变化率为0.41℃/10a。年最大冻土深度在1980s中期发生突变,突变年前后最大冻土深度减小了35 cm。此外,年最大冻土深度和年均气温在时间和空间尺度上均呈显著负相关,高纬度地区最大冻土深度比低纬度地区对气候变暖的响应滞后。

214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈.在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价.结果表明:214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态.除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态.与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段.这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.

利用描述分析、线性趋势拟合和累积距平方法对通辽国家基本气象观测站(以下简称通辽站)1962—2011年50年的年最大冻土深度、冬季(10月—翌年2月)各月平均最低气温和平均最低地面温度资料进行了对比分析。结果表明,通辽站最大冻土深度多年平均可达131.7cm,最大值出现在1977年2月,最小值出现在2007年2月,两者相差1.4倍;在全球气候变暖的大背景下,通辽站最大冻土深度的年代际变化特征明显,在20世纪60—70年代末期,最大冻土深度呈逐渐增大趋势,80年代以后该值逐年减小;在50年时间尺度上,通辽站最大冻土深度存在2次突变过程,突变时间点在1971/1972年冬季和2005/2006年冬季。该地区最大冻土深度的变化与冬季平均最低地温和平均最低气温的变化呈显著的负相关关系,气温和地温低则冻土层厚,否则冻土层薄,最大冻土深度出现的最大值月份比最低气温和地温出现月要滞后1～2个月。

在多年冻土区,由于特殊的冻土工程地质条件带来的冻土问题,是铁路建设及维护面临的难题之一.为评价铁路沿线冻土工程地质条件,从分析影响冻土工程地质条件特征的两大因素冻土热稳定性和自然环境条件出发,结合现场勘探资料,采用突变级数法建立了可量化的冻土工程地质评价模型并划定评价等级,评价结果S分为5级:恶劣(S≤0.77)、较差(0.77

从冻土微观结构分析了其冻胀、融沉发生机制,结果表明:随着温度的变化,冻土会出现冻胀和融沉现象,这些破坏的出现与其微结构随温度的变化密切相关,温度的变化诱发微结构内部颗粒间连接刚度的变化,正是这些变化导致了冻胀、融沉现象的出现。