基于数字相机拍摄影像的山区积雪消融动态观测研究——以天山积雪站为例/Observation and Analysis of the Process of Snowmelting at Tianshan Station Using the Images by Digital Camera[J]

在山区,基于卫星影像的积雪监测很难获得高时间和高空间分辨率的数据。而山区复杂地形也降低了传统外推方法对积雪深度外推的精度。本研究在2011年于中国科学院天山积雪与雪崩研究站,利用数字相机对阳坡积雪面积进行监测。并在30mDEM的基础上校正影像得到融雪期研究区域积雪的时空变化。同时,利用山坡预设的雪尺监测阳坡积雪深度,使用分类回归树算法外推得到研究区内的积雪深度。在此基础上,评估不同温度变量驱动下SRM模型的融雪模块精度。研究表明,在山区使用数字相机拍摄研究积雪的时空变化是可行的。相对于卫星影像,在时间和空间分辨率显著提高。但仍然存在一些不足。分类回归树外推得到的研究区域内的积雪深度精度较高,以日最高气温和日小时积温驱动下SRM可以基本识别在日平均气温低于0℃下的融雪过程

天山巩乃斯河谷积雪深度及季节冻土温度对气温变化的响应/Responses of Snow Depth and Seasonal Frozen Ground Temperature to Enhanced Air Temperature in Kunges Valley, Tianshan Mountains[J]

气候变化影响着积雪的时空变化和季节冻土的水热变化,同时积雪变化对季节冻土的水热状态也有着重要的影响。为了分析积雪和气温对季节冻土热状况的影响,本文使用基于TFACE原理的试验装置在天山积雪与雪崩研究站进行了野外空气增温控制试验。野外试验设置了三种处理：自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。自然状态为无人为干扰的纯自然状态,增温Ⅰ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约2℃,增温Ⅱ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约4℃。结果表明：气温增加对积雪消融有显著的影响。在初始雪深为128cm条件下,增温I和增温II处理下的积雪消融时间比自然状态下分别提前19天和25天。在融雪期,气温、最大雪深和最大雪深发生的日期是影响季节冻土温度的重要因子。积雪覆盖条件下,季节冻土从深层开始解冻。而积雪的消失使土壤直接接受太阳辐射,土壤温度则迅速升高,从而使增温I和增温II处理下的季节冻土提前解冻。积雪消失后,季节冻土解冻的方向是从表层开始逐渐到深层。若积雪深度超过100cm时,积雪和土壤交界面的热交换基本达到平衡,此时土壤热通量损失达到最小值。融雪水对土壤温度特别是深层未冻结土壤有制冷作用。停止增温后,三个室外试验处理下的土壤温度随着时间逐渐趋于一致,并且土壤温度随着气温的波动而显著变化

天山南北坡气象因子对出山口径流影响通径分析——以开都河和玛纳斯河流域为例/Path Analysis on Impacts of Meterological Factors on Runoff from Tianshan Mountains：A Case Study on Manas River and Kaidu River Watersheds[J]

基于开都河和玛纳斯河流域1950年代末以来的气象和水文资料,本文应用趋势分析、相关分析和通径分析等方法对比分析了近50年积温（〉0℃）、降水量和径流深在年和季节尺度上的变化趋势以及日积温和降水对出山口日径流深的直接和间接影响。分析表明近50年玛纳斯河流域仅年积温和秋季积温显著增加,而开都河流域除冬季外其他季节积温和年积温均呈现显著增加趋势。除开都河流域冬季降水量有显著的增加趋势外,两流域年降水量和其他季节降水量变化均不显著。两流域出山口年径流深增加趋势显著。相关分析和通径分析显示两流域日积温和日降水对出山口年、春季、夏季和秋季日径流深均有极显著直接影响。两流域日积温对年、春季和秋季日径流深的直接影响大于日降水。积温和降水是出山口径流产生的重要驱动因子,但积温的驱动能力要大于降水的驱动能力

基于IPCC情景下新疆地区未来气候变化的预估/Projection of Climate Change in Xinjiang under IPCC SRES[J]

新疆地区地形复杂且地面观测站点分布稀疏,降低了以往基于中国地区的气候变化预估效果。在降尺度方法中,偏差校正方法相对于区域气候模式和统计降尺度方法,对于区域气候变化预估更加实用和经济。本文采用Delta方法对24个GCMs模型月数据降尺度至0.5°水平分辨率,分析A1B、A2和B1三个情景下新疆未来气候变化格局。结果表明到2099年三个情景下年平均气温分别为10.0℃、11.1℃和8.5℃,年降水量有显著的增加趋势。在中天山地区、伊犁河流域、天山南坡和塔里木河下游地区的带状区域增温幅度小于北疆准噶尔盆地、帕米尔高原和昆仑山北坡。对于年降水量,在南疆西部相对于参考时期呈现微弱的减少趋势,在昌吉地区、吐鲁番地区、哈密地区和昆仑山北坡-阿尔金山一带呈现显著性的增长趋势

天山南坡开都河流域洪水影响要素分析研究/Analysis of factors affecting peak flow of the Kaidu river on the southern slope of the Tianshan Mountains[J]

根据开都河流域1958-2007年气象与水文资料,利用Mann-Kendall非参数检验技术对春季和夏季洪峰流量变化趋势进行分析,并在此基础上采用滑动t检验和Mann-Kendall方法对其突变点进行检验,最后应用灰色关联对天山南坡开都河春夏季洪峰流量的影响因素进行了分析.结果表明:1958-2007年期间,开都河春季洪峰流量呈减小的态势,夏季洪峰流量呈增加的态势;春季和夏季洪峰流量发生突变的年份分别为1972、1996年;积雪日起6天积温绝对变化、洪峰日起前6天积温变化是春季洪峰流量的主要影响因素,即积雪日前期温度变化与春季升温程度决定了春季洪峰的强度;而洪峰日起前5天降水量、洪峰前期降水量是夏季洪峰流量的主要影响因素,说明洪峰发生前的土壤含水量与降水量多少决定了夏季洪峰流量的大小