本研究旨在推进冻土观测自动化进程，提升监测精度，弥补传统人工观测方法操作繁琐、主观误差大且无法实现连续观测等不足。通过对比五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的观测数据，全面评估其数据质量，为气象业务化运行提供科学依据。利用2022—2024年全国24个省区1 172个气象观测站安装的DTD1、DTD2、DTD3、DTD4、DTD5五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的平行观测数据，从数据完整性（完整率≥98%）、准确性（标准偏差≤2 cm）、一致率（≥80%）、误判均值（≤6 cm）和冻融趋势（最大冻土深度数据相关性≥0.8）五个方面进行检验评估。截至2024年冬季，第一阶段运行设备349套，第二阶段运行设备364套，单轨业务化运行设备459套。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪在数据完整率、准确性、一致率、误判均值和冻融趋势等指标上表现优异，其单轨业务化运行通过率分别为88.73%和88.24%，远高于其他型号设备。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪数据质量高，能够满足气象业务化需求，建议在今后的业务运行中优先推广使用。

雪灾是伊犁地区最主要的自然灾害之一，积雪、风吹雪以及雪崩灾害严重威胁着该区域内的交通运行，并对道路规划等基础设施规划产生了严重影响。鉴于此，对该地区的道路雪灾风险等级进行科学估算和评估，是确保区域内交通安全运行以及道路选址等重大决策的重要依据。结合多源遥感数据和基础地理信息数据，利用熵权法和岭回归方法，发展了一套道路雪灾风险评估方法，构建了伊犁地区积雪、雪崩以及风吹雪灾害的潜在致险性评估模型，进而对伊犁地区道路雪灾的潜在风险性进行了综合评估和致因分析。研究结果表明：伊犁地区3种雪灾类型潜在致险性在空间分布上具有较高的相关性，潜在致险性由高到低依次为：积雪灾害>风吹雪灾害>雪崩灾害。雪灾综合致险性表现为天山地区较高，中部伊犁河谷地区次之，小部分河谷及背风山谷地区致险性较低的空间特征。其中，昭苏县、新源县、尼勒克县以及特克斯县大部分区域为雪灾致险性的热点区域。从道路雪灾综合风险的视角来看，昭苏县、新源县以及尼勒克县部分路段风险性最高，霍尔果斯市、霍城县、伊宁县路段风险次之，而巩留—新源交界路段道路雪灾综合风险相对较低。道路雪灾综合风险较高的路段分别为：G577昭苏—胡松图喀尔逊...

为探究雪灾对江苏省越冬作物和设施农业的危害程度及分布规律，本文利用1978—2020年江苏省71个国家级气象观测站逐日最低温度、积雪深度等气象资料，数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)数据，以及小麦、油菜和设施农业生产相关的社会经济资料，使用层次分析法与CRITIC法相结合的方法(Analytic Hierarchy Process-CRITIC)构建江苏省雪灾对越冬作物和设施农业的风险评估模型，进行雪灾风险等级划分。结果表明：江苏省降雪过程最低温度由西北向东南递减，积雪日数由西向东逐渐减少，最大积雪深度与距海洋距离呈正相关；雪灾高风险地区集中在淮北西部，较高风险地区为江淮之间地区的西部，中风险地区分布在淮北和江淮之间地区的中部及苏南西部，低风险和较低风险地区分布在沿海和苏南东部地区。

气候变化背景下，极端持续低温雨雪过程时有发生，给社会生活带来诸多不利影响，为了进一步评估持续低温雨雪天气，对湖北省单站持续低温雨雪过程的评估指标进行了修订，同时建立区域性持续低温雨雪过程评估模型，并将修订后的评估指标应用于湖北省单站及区域性持续低温雨雪过程的梳理及分析。结果表明：(1)湖北省最严重的5次区域性持续低温雨雪过程分别出现在1954、1969、1977、1984和2008年，最严重的是1954年12月24日—1955年1月18日的过程，其次是2008年1月12日—2008年2月5日的过程。(2)湖北省区域性持续低温雨雪过程的易发区主要集中在鄂西的高山或半高山地区、江汉平原荆州一带、汉江河谷一带、鄂东南南部低山平原地区以及鄂东北山脉的缺口处。(3)气候变暖的背景下，湖北省单站和区域性持续低温雨雪过程均是在20世纪80年代前发生次数多，90年代后属于减少的阶段，但其强度更趋极端。

积雪是对气候变化响应最敏感的自然要素之一，对地表的辐射平衡和水循环有着重要影响，全球积雪覆盖面积约为46×10～6 km2，且98%分布在北半球，由于积雪具有独特的辐射（高表面反照率）和热（低热传导率）特性，其变化对陆地和大气之间的能量平衡和水循环过程具有重要的影响，在全球变暖背景下，近几十年来北半球积雪覆盖面积减少趋势明显，尤其春季最明显，基于观测数据评估CMIP6模式数据对于积雪覆盖面积的模拟能力，应用多模式平均评估未来时期积雪覆盖度的变化情况。本文以美国国家海洋和大气管理局/美国国家气候数据中心（NOAA/NCDC）的积雪产品为参考数据，采用泰勒技巧评分、相对偏差等方法，对国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）发布的1982-2014年北半球春季积雪覆盖度（SCF）数据进行评估，并选取排名前三的模式的集合平均预估未来（2015-2099年）不同排放情景下SCF的时空变化特征。结果表明：历史时期（1982-2014年）从整体上看，积雪覆盖度呈现出高纬高，低纬低，青藏高原和亚洲东部等高海拔地区较同纬地区高的特点，北半球的积雪覆盖度呈减少趋势地区为68.37%...

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明:通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限(冻融深度),且随着冻融次数的增加...

利用2010年冬季我国北方季节性积雪中重金属含量数据,采用灰尘和土壤、水体两种健康风险评估模型,就不同区域重金属带来的健康风险进行分析,得到样品重金属平均含量排序和各区域健康风险大致排序。结合表土和灰尘、地表水和地下水的数据,发现季节性积雪对健康的影响远大于表土和灰尘。样品中第一主成分为自然源,但另一部分元素如Cu、Zn等仍来源于工业源,表明工业污染间接通过季节性积雪对人体健康的影响仍然很大。

利用基于BCC-CSM1.1m模式建立的第2代季节预测模式系统1984—2019年历史回算数据,客观评估该模式对1月和4月欧亚积雪覆盖率(snow cover fraction,SCF)气候态和年际变化的预测技巧,分析模式预测偏差产生的可能原因。结果表明:BCC-CSM1.1m模式在超前0～2个月对欧亚大陆SCF具有一定预测技巧,对4月SCF的预测能力明显高于1月,1月预测技巧在欧洲西部地区最高,4月在西西伯利亚地区最高。SCF的预测结果在除青藏高原外的大范围地区表现为系统性偏低,预测偏差在1月随着起报时间的增长没有明显变化,而在4月随着起报时间的增长,关键区偏差由负转正并逐渐增大。分析表明,SCF预测偏差与模式中近地面气温的预测偏差有直接关系。除此之外,SCF的预测偏差部分源于模式本身的系统性偏差,模式分辨率以及参数化方案可能是预测结果在积雪覆盖率接近100%的高纬度地区明显偏低的原因。

雪灾在西藏的各种气象灾害中居首,发生十分频繁。但是随着全球气候的不断变化,西藏的雪灾也呈现出与之前不同的变化特征,特别是1998年以后,西藏的雪灾强度和数量呈现逐渐下降的趋势,但2019年春季,西藏南部又持续出现暴雪天气。项目组分析研究了近十年来雪灾的主要变化特点,分析灾情及相关影响气象因子的关系,找出关键阈值,初步实现西藏雪灾灾前风险预评估。

混凝土作为水利与水电工程重要的构筑材料,在寒冷地区受到冻融循环作用,易诱发损伤和破坏,使结构性能劣化,影响结构功能的发挥和使用寿命。在对水工混凝土冻融病害案例进行统计阐述的基础上,重点从水工混凝土冻融理论、试验、数值仿真以及冻融损伤识别和冻融病害抑制与修复等方面,论述了水工混凝土冻融损伤的研究现状和存在的问题。认为今后应加强多损伤因素耦合作用下的水工混凝土多尺度冻融劣化机理研究,改进冻融试验方法,构建合适的水工混凝土冻融损伤本构模型,开发有效的三维跨尺度模型、计算方法和工具,高效实现对复杂环境下水工混凝土冻融损伤过程的精细数值模拟,以求从研究思路、方法到工程实践上形成完善的水工混凝土冻融防控理论。