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。

Antarctica provides a unique opportunity to understand changes in permafrost and global climate. Four monitoring sites were selected between maritime Antarctica and the Peninsula to study the temporal trend, air and soil temperature, and dynamics of the active soil layer. The Mann-Kendall method was used to determine the presence of a trend (complete series, seasonal and annual), the Sen-Slope test to check the degree of slope of the trend, and the Pettitt test to determine the exact date of the sudden change in the trend line. The thickness of the active layer-ALT-was estimated using the monthly maximum temperature. The local effects of each site influenced the dynamics of the active layer and the thermal regime. Deception heat balance was influenced primarily by geothermal activity, mainly at depth. In summer and autumn, the isotherm increases with depth at Low Head, Deception and Hope Bay. The Mann-Kendall test was significant for all sites studied. The ALT was thicker near the peninsula than in places in Shetland. Global warming causes increasingly frequent and intense extreme events, added to natural variability and the effect of local and regional climate factors.

The hydrological regulation function of glaciers in different watersheds is different. This study took the Yanggong River Basin (YRB) and Urumqi River Basin (URB) as two typical cases, to explore the runoff change differences and their responses to climate factors from 1979 to 2017. In the past 39 years, the YRB's annual runoff showed an insignificant trend of increasing first and then decreasing, while the URB's increasing trend was significant. From the 1980s to the 2010s, the YRB's monthly runoff extremum occurred earlier than before, and the peak value decreased. The time of monthly runoff extremum in the URB has not changed, but the peak value is increasing. Both basins experienced an increase in annual temperatures from 1979 to 2017, with the rate of warming being more pronounced in the URB. The precipitation in the YRB had no significant trend from 1979 to 2017, and the significant increasing trend in annual precipitation extended in the URB from 1998 to 2010. The YRB's runoff change was mainly influenced by the flood season precipitation, while the URB's runoff increase was due to the temperature rise causing faster glacier and snow melt, and the summer precipitation change. In continental glacier basins with many glaciers, the regulation function of glaciers on total runoff is more significant.

利用1959年10月至2018年4月沈阳地区7个气象站逐日冻土观测资料、逐日平均气温、逐日平均地温及5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm地温观测资料,分析了近60 a沈阳地区最大冻土深度的时空变化特征,并探讨了其对气候变暖的响应。结果表明:近60 a来沈阳地区冻土一般在10月开始出现,翌年4月消融。1959—2018年沈阳地区年平均月最大冻土深度在2月和3月最大,10月最小;年最大冻土深度以-4. 8 cm/10 a的速度显著变浅,年代平均最大冻土深度也呈变浅趋势。相关分析表明,近60 a沈阳地区日最大冻土深度与日平均气温、地温呈显著负相关关系,相关系数分别为-0. 60和-0. 72。M ann-Kendall检验表明,7个气象站年平均最大冻土深度均有突变发生,突变点大多出现在20世纪80年代。近60 a沈阳地区最大冻土深度开始日期和结束日期分别呈延后和提前趋势,趋势率分别为1. 0 d/10 a和-3. 2 d/10 a。1959—2018年沈阳地区平均冻土持续时间为164 d,年变化呈缩短趋势,趋势率为-4. 4 d/10 a。

积雪作为冰冻圈的重要组成部分,对地面有保温作用,在消融时又吸收热量降低地面温度,影响冻土发育,对气候的变化十分敏感。利用微波遥感数据1979-2014年逐日中国雪深长时间序列数据集,采用GIS空间分析和地学统计方法,分析了东北冻土区积雪深度的时空变化规律及其异常变化。结果表明,东北冻土区多年平均雪深为2.92 cm,年平均雪深最高值出现在岛状多年冻土区,最低值出现在季节冻土区。东北冻土区年平均积雪深度变化以减少为主,占区域面积的39.77%,减少速率为0.07 cm·（10a）-1。东北冻土区年平均积雪深度在1986年发生突变,开始出现减少的趋势,这与气温突变年份较为吻合。受地形和气温变化影响,年平均积雪深度减少的敏感区域主要发生在岛状多年冻土区。气温是影响东北冻土区年平均积雪深度变化最主要的因素,降水量、风速、湿度、日照时数对积雪深度均有影响。季节冻土区积雪深度对气候的敏感性要大于多年冻土区。

植被退化是影响陆地生态系统和气候变化的一个重要因素,分析植被退化特征对植被生态治理与保护具有重要意义。应用Mann-Kendall法对2000-2011年岛状冻土区的植被退化过程及影响植被退化的驱动因素进行分析。结果表明,植被退化区域占整个研究区面积的15.05%,其中严重退化区域比例占1.42%,其余13.63%为轻微退化;退化区域主要分布于北黑高速路段两侧地区、东北部大河口林场外围区域及河漫滩周围的沼泽地;降水量与植被指数表现为正相关性,显著性P0.05,说明降水量是植被生长的主导因子;冻土退化产生地面渗水现象,归一化植被指数骤降0.26,同时在Mann-Kendall趋势曲线中突变点发生于2006年;岛状冻土退化伴随着土壤温度梯度发生显著的变化,植物的水分传导性脆弱,生长将受到抑制作用。研究结果可为高寒区生态系统的稳定发展和探寻水热条件变化规律提供空间数据支撑。

利用1960—2007年北疆6个国家基本气象站积雪及冻土资料,分析了北疆地区积雪和冻土深度的气候分布特征,并利用统计学方法总结了积雪对冻土变化的影响。结果表明:(1)最大冻土深度受海拔高度的影响较大,并与其成正比。最大冻土深度值出现年代从平原向山区滞后;从20世纪80年代后最大冻土深度出现减小的趋势,且平原较山区更加明显;3个不同类型冻土区冬季最大冻土深度和平均冻土深度的年际变化基本上随时间逐渐减小;(2)Ⅰ区的最大积雪深度大于Ⅱ区和Ⅲ区,各站冬季最大积雪深度和平均积雪深度的年际变化基本上都呈现单峰单谷型;(3)Ⅰ区最大积雪深度和最大冻土深度的对应关系呈现双峰型,Ⅱ区为单峰型,Ⅲ区则为对数型。积雪深度较浅时,冻土深度增加较明显,随着积雪深度的增加,冻土深度变化较小,当积雪深度超过一定限值后,冻土深度还有下降的趋势;(4)M-K检验结果为各站最大冻土深度与积雪的变化趋势基本相反且突变点基本一致,呈现负相关。

天山高山地区大范围为冻土区,冻土的存在对水文过程有极大的影响.20世纪90年代以来,玛纳斯河流域气温10 a升高了0.54℃,以冬季升温为主,降水量没有增加趋势.应用1957—2004年近48 a的气候和水文月资料,研究了具有多年冻土的高海拔河流的冻土和水文响应.检测到12月至翌年2月气温升高0.8～0.9℃时冬季径流量响应显著,冬季径流在12至翌年2月份增加了14%26%,其中1月份增加26%.遥相关分析表明,10～11月的水量增大也可导致冬季河流水量增多,1.5～3.0 m的活动层的深度和温度变化导致了这些响应.冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著.但冻土和积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性.

20世纪90年代以来,拉萨河流域的气温经历了10年升高0.54oC的气候变暖,这期间以秋冬季升温为主。在近40年(1963￣2004年)气候和28年(1976￣2004年)月径流数据的基础上,研究了具有多年冻土的高海拔拉萨河流域的冻土和水文响应。结果表明,冬季径流对11￣2月气温升高具有显著响应,在12￣2月份增加了16%,其中2月份增加22%。水热相关分析表明,10￣11月地表温度升高0.8￣0.9oC导致冬季河流水量增多,介于0.9￣1.5m深度的季节冻土深度和温度变化导致了径流量变化的响应。20世纪90年代的气候变暖使得多年冻土区的季节冻土深度萎缩了大约14cm,冻土区的冬季径流水文响应比气温更快、更显著。但冻土积雪观测的不足使冬季水文变化具有不确定性。