中国天山西部山地积雪辐射平衡研究

本文给出了1986-1987年冬春两季积雪辐射平衡的数据以及积雪辐射平衡与短波辐射平衡、长波辐射平衡的同步变化关系;指出了短波辐射平衡对融雪的积极作用,强调了积雪反射率对融雪过程的负反馈机制;并将积雪辐射平衡与融土辐射平衡进行了类比;从能量平衡的观点对不同容重的积雪融化速率进行了分析.该文的结果对研究积雪融化具有重要意义。     

天山地区影响稳定积雪形成的初始气候条件研究：以天山积雪雪崩研究…

本文利用天山积雪雪崩研究站的历史资料分析了影响稳定积雪形成的初始气候条件，对降雪量的月间分布、降雪及气温与地温对稳定积雪的影响进行了阐述。     

MODIS数据在云南省积雪监测中的应用

介绍了EOS／MODHS数据特点。通过对雪的光谱特征分析，提出利用归一化积雪被指数NDSI结合归一化植被指数进行积雪信息提取的方法。并以2004年2月7日云南省大面积降雪过程为例，分析和讨论了该次过程的范围和面积。结果表明：MODIS数据在云南省积雪监测方面有很好的应用前景。     

新疆典型流域积雪遥感信息系统数据库的建立

天山山区冬季积雪深厚,稳定积雪期较长,利用积雪遥感图象可以动态监测大面积的积雪变化,有效地调查大范围的积雪资源状况,积雪遥感监测和积雪遥感制图涉及多方面的资料,积雪数据库是积雪遥感监测系统必不可少的一部分。本文就新疆典型流域积雪遥感信息系统数据库的建立,数据库之间的数据格式转换,接口,可视化界面等进行讨论。     

天山地区影响稳定积雪形成的初始气候条件研究──以天山积雪雪崩研究站为例

本文利用天山积雪雪崩研究站的历史资料分析了影响稳定积雪形成的初始气候条件，对降雪量的月间分布、降雪及气温与地温对稳定积雪的影响进行了阐述。     

新疆天山及北疆地区积雪反照率差异

新疆天山和北疆地区是我国三大稳定积雪区之一，积雪反照率的变化显著地影响其地表吸收的太阳辐射能量。2018年1~3月，在新疆天山和北疆地区进行了积雪反照率观测，发现研究区的积雪反照率存在明显的时空差异。时间上，由于受到气温变化的影响，研究区的积雪反照率整体呈现下降的趋势，而且不同时期的下降幅度有差异，1月末~3月初反照率的降低相比1月初~1月末反照率降低更加明显。空间上，由于受到污化物的影响，各区域（阿勒泰地区、塔城地区、天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率之间存在差异，其中天山地区（天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率低于北疆地区（阿勒泰地区和塔城地区），天山北坡的反照率最低；在积雪稳定期及消融期，污化物对积雪反照率的影响最为明显。     

中国西北地区季节性积雪的性质与结构

中国内陆地区积雪分布十分广泛。根据西北地区大陆性气候条件下形成的“干寒型”积雪的特征 ,对中国天山和阿尔泰山山区的季节性积雪进行了观测与分析。结果表明 ,该区最大积雪深度达 15 2cm(1997) ,积雪层一般由新雪 (或表层凝结霜 )、细粒雪、中粒雪、粗粒雪、松散深霜、聚合深霜层和薄融冻冰层组成。与“湿暖型”积雪相比 ,“干寒型”积雪的性质具有密度小 (新雪的最小密度为 0 .0 4 g/cm3 )、含水率少 (隆冬期 <1% )、温度梯度大(最大可达 - 0 .5 2℃ /cm)、深霜发育层厚等特点 ,并且变质作用以热量交换和雪层压力变质作用为主。据中国科学院天山积雪与雪崩研究站 (43°2 0N ,84°2 9E ,海拔 1776m)的观测资料 ,中国内陆干旱区冬季积雪期雪面太阳辐射通量以负平衡为主 ,新雪雪面反射率达 96 % ,短波辐射在干寒型积雪中的穿透厚度达 2 8cm。春季积雪消融期 ,深霜层厚度可占整个积雪层厚度的 80 %。随着气温的升高 ,雪粒间的键链首先融化 ,使积雪变得松散 ,内聚力、抗压、抗拉和抗剪强度降低 ,积雪含水率也随之增大 ,整个积雪层趋于接近 0℃的等温现象 ,因此 ,春季天山、阿尔泰山等山地全层性湿雪崩频繁发生     

用EOS/MODIS资料反演积雪深度参量

利用EOS/MODIS可见光、近红外及短红外多通道资料以及新疆地区积雪深度气象台站实测资料等,在考虑积雪性质包括积雪粒子相态、积雪年龄等的差异以及积雪区的下垫面条件包括地表粗糙度、土地覆盖类型等的不同的情况下进行积雪分类,在此基础上,建立EOS/MODIS积雪深度反演模型,实现深度在30 cm以内的积雪深度反演的主要原理、思路及方法,并对模型的反演结果进行了验证。结果表明,利用该模型对30 cm以内的积雪进行深度反演计算,其精度能达到80%以上。     

基于GF-1的青藏高原东南部积雪分布及MODIS积雪产品适用性研究

青藏高原东南部海拔高,地形复杂,云量大,准确掌握该地区的积雪分布特征对于积雪灾害防治非常重要。论文以2013—2019年冬季积雪积累期云量符合要求的35景高分一号(GF-1)影像为基础,将全色影像和多光谱影像融合为2 m分辨率影像,通过目视解译获取了研究区积雪的空间分布特征,结合改进后的30 m分辨率SRTM DEM,探讨了地形对积雪分布的影响。结果表明：积雪像元在研究区范围内占比为33.1%。积雪的垂直分布特征明显：积雪在高程带4000~5000 m(高海拔)处分布较集中,积雪面积占比为18.1%;在高程带0~2000 m、2000~3000 m和6000~7000 m处积雪面积占比均不到0.1%。积雪在北坡、东北坡的分布比例较高,均为15%以上;在南坡、西坡、西南坡、东南坡分布比例较低,均为10%左右。将基于GF-1影像获取的积雪分布分别与同日获取的根据MODIS V6积雪产品计算的积雪比例(MODIS FSC)和积雪分布的对比表明,64.4%的MODIS FSC像元绝对误差不超过10%,MODIS积雪分布产品对含雪像元的漏分率和误分率平均为33.8%和32.7%,说明MODIS积雪产品在研究区的精度还具有较高的不确定性,其对低覆盖积雪反演的精度较差。这表明利用MODIS积雪产品研究青藏高原东南部积雪的时空变化特征时还需要对其积雪反演算法进行改进,同时亟需加强地面观测和基于多源遥感数据的积雪研究。研究结果可为青藏高原东南部雪冰灾害防治提供支撑。     

西藏高原近40年积雪日数变化特征分析

利用近40 年(1971-2010 年) 西藏高原积雪日数资料, 分析了西藏高原积雪的时空分布特征。分析表明:藏东北部、南部边缘地区积雪较多, 年积雪日数在60 d 以上。近40 年来, 西部和东南部积雪日数呈显著减少的趋势, 除东南部各站、聂拉木和昌都积雪日数减少明显, 聂拉木减幅最大, 达到-9.2 d/10a, 其它各站地区积雪的变化趋势并不显著。西藏各区域积雪日数出现了准2 年、准4 年、准8 年、准14 年和准17~18 年的年代际周期, 南部边缘地区、东北部和西部地区积雪日数以10 年以下的周期为主。各区域积雪日数与冬季平均气温有明显的负相关, 但降水与积雪的相关在那曲中西部地区、沿江一线、东北部和南部边缘地区表现为明显的正相关。     

乌鲁木齐河源高山区季节积雪的分布及其密度变化*

本文分析了乌鲁木齐河源大西沟气象站及邻近的1号冰川及空冰斗小流域的近期观测资料,得出乌鲁木齐河源高山区三种地形下季节性积雪深度和密度变化的若干重要特征。     

库玛拉克河流域盛夏最大可能融雪雪量估算

利用2002-2008年6~9月EOS/MODIS卫星晴空资料,计算分析了融雪期库玛拉克河流域的积雪面积、覆盖率、雪深及雪水量;利用气象、水文台站的观测资料,对2002-2008年积雪变化与气象因子间的相互关系,2002-2008年7次洪峰时间段内最高温度的有效作用时间和12 h降水的有效影响时间等进行了分析与研究。结果表明：2002-2008年盛夏库玛拉克河流域高温融雪的主导作用比较明显,当流域内山区积雪量在5.5×108 m3以上、0 ℃层平均高度上升到4 500 m以上并且能维持4 d,库玛拉克河流域融雪型洪水的融雪量可达1.8×108~10.3×108 m3,夏季0 ℃层高度的变化可作为融雪型洪水预测的较好指标。2002-2008年这个历史时期实际积雪融化后产生的雪水当量9.88×108 t,全部融化后产生的最大可能雪水当量小于11.18×108 t;这个历史时期理论最大可能积雪融化后产生的雪水当量为17.55×108 t,全部融化后产生的雪水当量小于17.75×108 t。估算实际融化和理论融化的雪水当量,可为积雪融化后产生的最大洪水量估算提供数据支持。     

半干旱地区地表水平衡的特征和模拟

作者分析了我国半干旱区草原典型地区的水量平衡的特点。由于地处东亚季风区和西风带的过渡带,降水主要集中在夏季,且多短时间对流性降水,其中绝大部分消耗于蒸发,地表径流很少,土壤比较干燥。冬季积雪, 春季融雪集中,能产生较强的径流,这与夏季降水形成的径流构成双峰型特征,在我国半干旱区较为典型。由于这些特点,在地表水量平衡的计算和模拟中,蒸发的估算十分重要,为此在植被-大气相互作用模式 (AVIM) 中对水文过程作了改进,模式中包含了大气-植被-土壤间的能量和水分传输过程,特别是半干旱区地表蒸发和植被的蒸腾过程作了比较细致的处理,考虑了蓄满和超渗两种产流机制,同时采用了一个简化的雪盖模型。以此模型模拟了内蒙古半干旱草原上锡林河流域的地表水文过程。计算结果显示,半干旱区地表水平衡,蒸发大而径流小及产流的春夏双峰型特征都能很好地模拟。这些过程的参数化方案也适用于非干旱区。     

南极长城站积雪及其消融过程

南极长城站区稳定积雪期始于4月中至6月初,8月中至10月达最大深度。1988年沿海地带一般积雪深度为0.6～0.8m,低洼处及建筑物附近可达1.2～1.6m,甚至超过1.8m;潮汐带雪盖下部温度受海冰影响普遍偏低;11月底至来年1月初的消融过程中,积雪表层常常处于相变区,雪层底部温度比冰点低0.02℃,融水下渗形成雪盖下部潜流;积雪相态及其温度变化与大气-雪感热通量的变化过程相对应,大气-雪感热交换是积雪消融的重要因子之一。     

基于MODIS数据的土库曼斯坦山区积雪监测

积雪是影响气候变化的重要因子,准确、及时的获取积雪覆盖范围,进行动态变化监测意义重大。利用MODIS数据进行土库曼斯坦积雪监测,提取积雪信息的研究较少。利用MODIS L1B 500 m分辨率数据,通过几何校正、去云预处理,应用归一化差分积雪指数（NDSI）算法和综合阈值判别法,获取了土库曼斯坦2011年11月～2012年4月山区积雪覆盖范围和面积等数据信息,揭示了土库曼斯坦山区积雪发生的时空特征。土库曼斯坦南部的科佩特山区是该国降雪的核心地区,积雪面积均在1月达到最大值,随后积雪面积随温度的升高而减少。山区积雪面积、月均气温、月降雨量之间存在着显著的相关性,其相关系数分别为0.742 9和0.568 4。结果表明,在监测时段积雪面积随气温的降低、降雨量的减少而增加。     

Summer sea ice characteristics of the Chukchi Sea

During August 1999, we investigated sea ice characteristics; its distribution, surface feature, thickness, ice floe movement, and the temperature field around inter-borders of air/ice/seawater in the Chukchi Sea. Thirteen ice cores were drilled at 11 floe stations in the area of 72°24′ 77°18′N, 153°34′ 163°28′W and the ice core structure was observed. From field observation, three melting processes of ice were observed; surface layer melting, surface and bottom layers melting, and all of ice melting. The observation of temperature fields around sea ice floes showed that the bottom melting under the ice floes were important process. As ice floes and open water areas were alternately distributed in summer Arctic Ocean; the water under ice was colder than the open water by 0.4 2.8℃. The sun radiation heated seawater in open sea areas so that the warmer water went to the bottom when the ice floes move to those areas. This causes ice melting to start at the bottom of the ice floes. This process can balance effectively the temperature fluctuating in the sea in summer. From the crystalline structure of sea ice observed from the cores, it was concluded that the ice was composed of ice crystals and brine-ice films. During the sea ice melting, the brine-ice films between ice crystals melted firstly; then the ice crystals were encircled by brine films; the sea ice became the mixture of ice and liquid brine. At the end of melting, the ice crystals would be separated each other, the bond between ice crystals weakens and this leads to the collapse of the ice sheet.     

Glacier meltwater runoff process analysis using δD and δ<Superscript>18</Superscript>O isotope and chemistry at the remote Laohugou glacier basin in western Qilian Mountains,China

Stable hydrogen and oxygen isotope has important implication on water and moisture transportation tracing research. Based on stable hydrogen (δD) and oxygen (δ¹⁸O) isotope using a Picarro L1102-i and water chemistry (e.g. major ions, pH, EC and TDS) measurement, this study discussed the temporal variation and characteristics of stable hydrogen and oxygen isotope, chemistry (e.g. TDS, pH, EC, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ and Cl^-) in various water bodies including glacier meltwater runoff, ice and snow, and precipitation at the Laohugou glacier basin during June 2012 to September 2013. Results showed that δD and δ¹⁸O in the meltwater runoff varied obviously with the temporal change from June to September, showing firstly increasing trend and then decreasing trend, with the highest values in July with high air temperature and strong glacier melting, which could indicate the temporal change of glacier melting process and extent. Variations of δD and δ¹⁸O in the runoff were similar with that of snow and ice on the glacier, and the values were also above the GMWL, which probably implied that the glacier runoff was mainly originated from glacier melting and precipitation supply. The glacier meltwater chemical type at the Laohugou glacier basin were mainly composed by Ca-Na-HCO₃-SO₄ and Ca-Mg-HCO₃-SO₄, which also varied evidently with the glacier melting process in summer. By analyzing the temporal change of stable hydrogen and oxygen isotope and chemistry in the melting period, we find it is easy to separate the components of the snow and ice, atmospheric precipitation and melt-runoff in the river, which could reflect the change process of glacier melting during the melting period, and thus this work can contribute to the glacier runoff change study of large-scale region by stable isotope and geochemical method in future.     

基于氢氧同位素和水化学的祁连山老虎沟冰川区径流过程分析

基于2012-2013年两个消融期在祁连山老虎沟冰川区连续2 a采集的冰川融水径流、雪冰以及降水样品,分析探讨了冰川区水体介质中氢氧同位素和水化学要素(主要化学离子、pH值、TDS和电导率等)在消融期的变化过程及特征。结果表明:祁连山老虎沟雪冰融水中的氢氧同位素值(δD和δ¹⁸O)表现出明显的消融期随月份波动,先升高再降低的趋势,在7月份表现出高值,反映了冰川消融强弱程度的变化过程。冰川径流中同位素含量与冰雪融水接近,且处于当地降水线上,其主要来自冰雪融水和降雨补给。老虎沟冰川融水径流水化学主要表现为Ca-Na-HCO₃-SO₄和Ca-Mg-HCO₃-SO₄型,其组成特征也表现出随消融过程而变化。对氢氧同位素和化学要素组成在消融期(6~9月)随时间的变化过程进行了分析,表明结合冰川区氢氧同位素和化学要素(包括化学离子、TDS、pH值和电导率等)的组成可以区分雪坑和新雪、河水的组分变化,可以反映冰川融水径流在消融期的变化过程。     

Snow,runoff, and mass balance modeling for the entire Mittivakkat Glacier (1998–2006), Ammassalik Island,SE Greenland

Geografisk Tidsskrift, Danish Journal of Geography 108(1):121–136, 2008

SnowModel, a physically-based snow evolution modeling system that includes four submodels—MicroMet, EnBal, SnowPack, and SnowTran-3D—was used to simulate eight full-year (1998/99 through 2005/06) evolutions of snow accumulation, blowing snow sublimation, evaporation, snow and ice surface melt, runoff, and mass changes on the entire Mittivakkat Glacier (31 km²) in southeast Greenland. Meteorological observations from two meteorological stations inside the glacier catchment were used as model input, and glaciological mass balance observations were used for model calibration (1998/99 through 2001/02) and validation (2002/03 through 2005/06) of winter snow simulations. As confirmed by observations, the spatially modeled end-of-winter snow water equivalent (SWE) accumulation increased with elevation up to 700–800 m a.s.l. in response to elevation, topography, and dominating wind direction, and maximum snow deposition occurred on the lee side of the ridge east and south of the glacier. Simulated end-of-summer cumulative runoff decreased with elevation and minimum runoff occurred on the shadowed side of the ridge east and south of the glacier. The modeled test period averaged annual mass balance was 65 mm w. eq. y^?1 or ～8% more than the observed. For the simulation period, the glacier net mass balance varies from -199 to -1,834 mm w.eq. y^?1, averaging -900 (±470) mm w.eq.y^?1. The glacier averaged annual modeled precipitation ranged from 1,299 to 1,613 mm w.eq. y^?1, evaporation and sublimation from 206 to 289 mm w.eq., and runoff from 1,531 to 2,869 mm w.eq. y^?1. The model simulated Mittivakkat Glacier net loss of900 mm w.eq. y^?1 contributes approximately 42% to the average simulated runoff of 2,140 mm w.eq. y^?1, indicating a mean specific runoff of 67.8 l s^?1 km^?2.     

天山北坡春季雪洪形成的气候因子分析

春季融雪洪水是天山北坡积雪水文特征之一，有时形成灾害，造成一定财产损失和人员伤亡。本文根据天山北坡乌鲁木齐附近不同海拔四个气象台站冷季降水、蒸发、积雪和气温等资料，分析了春季融雪洪水规模及其产流的时空分布状况。