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。     

天山积雪初步研究

本文依据气象、野外调查和部分文献资料写成,着重分析了天山最大积雪深度、积雪初、终期及其积雪期特征。研究表明,天山积雪存在明显地域差异:中天山和南天山南坡部分山区最大雪深超过100cm,甚至达到200或300cm,而东天山南坡盆地雪深仅15cm。中山带及其以下地区最大雪深出现在冬季始末,而高山带在暖季。林区雪深随海拔而增加,并在林线附近达到最大,然后急剧减小。天山中段北坡海拔440—3500m之间,每上升100m,积雪期延长80天;南坡小于此值。     

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。     

天山巩乃斯河谷融雪期积雪物质平衡初步研究

本文利用１９９４年３月中，下旬在中间科学院天山积雪雪崩研究站（以下简称积雪站）野外观测到的部分资料，对融雪期季节性积雪的物质平衡进行初步分析，同时利用物质平衡方程对积雪日融出量进行计算。     

天山西部山地冬季积雪能量交换特征分析

本文研究了天山西部冬季积雪的能量交换特征，分析了在严寒的冬季积雪总辐射，反射，长波辐射的日变化及积雪内部的能量收支和传递过程，研究表明，积雪总辐射，反射辐射由于受太阳高度角的影响具有明显的日变化，积雪层与大气交界处的热流交换最为剧烈，０．４ｍ以下雪层热流交换已不受外界大气环境影响，而是保持着几乎固定的数值。     

中国天山西部季节性森林积雪物理特性

积雪特殊的物理特性对冰雪水文过程、积雪生态系统、不同尺度的气候系统有重要影响。目前对林下积雪物理特性缺乏系统性研究,因此对天山雪岭云杉林下季节性积雪深度、沉降速率、密度和含水率进行观测分析。结果表明：林下积雪深度小于开阔地;林下积雪沉降速率和新雪密实化率小于开阔地,且稳定期沉降速率小于融雪期。稳定期林下积雪密度小于开阔地,林下雪层密度最大值位于中粒雪层,开阔地则位于粗粒雪层;融雪期则全层密度趋于一致。稳定期林下雪层含水率随深度递减,开阔地雪层最大值出现粗粒雪层;融雪期雪层汗水峰值出现在细粒雪层,新雪层最小,林下雪层由细粒雪层到深霜层始终呈减小趋势,开阔地雪层由细粒雪层至中粒雪层逐渐减小,粗粒雪层至深霜层逐渐增大;稳定期雪层含水率日变化随深度的递减逐渐减小,开阔地大于林下;开阔地的新雪层和细粒雪层含水率的日变化大于林下,粗粒雪层到深霜层则小于林下。     

融雪期天山西部森林积雪表面能量平衡特征

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站站区内阳坡开阔地和阴坡雪岭云杉80%和20%开阔度林冠下气温、大气湿度、风速以及雪面短波和长波辐射的观测研究,分析了融雪期不同开阔度林冠下积雪表面能量平衡特征。结果表明:由于植被影响,阴坡雪岭云杉林冠下积雪表面净短波辐射和显热明显小于阳坡开阔地,但净长波辐射损失小于阳坡开阔地。阴坡林冠下积雪表面总能量明显小于阳坡开阔地,因此阴坡森林积雪融雪开始消融和结束时间明显晚于阳坡开阔地。在阴坡,林冠开阔度越大,雪面获得的净短波辐射和显热越大,但损失的净长波辐射和潜热也越大。不同开阔度林冠下和阳坡开阔地积雪表面的净短波辐射、显热和潜热有相同的日变化特征,但是森林积雪表面夜晚的显热和潜热多为0 W/m2;阴坡森林积雪表面长波辐射日变化特征明显不同于阳坡开阔地雪面。     

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。     

基于MODIS数据中国天山积雪面积时空变化特征分析

基于2011-2015年MOD10A2积雪产品和气象数据,通过几何校正、去云预处理,应用归一化差分积雪指数算法等获取中国境内天山山区积雪覆盖面积数据,分析了积雪面积的时空变化特征及与气温降水的关系。结果表明：（1）年内积雪面积呈单峰变化,9月开始积累,次年1月达峰值,3月气温回暖消融加速,至7月最小。春秋季波动较大但没有明显的增减趋势,夏季积雪面积最小,冬季最大且呈减小趋势。（2）2001-2015年积雪覆盖面积整体上呈减少趋势,积雪覆盖率最大值的波动比最小值的波动更加剧烈。（3）积雪覆盖率随着海拔升高而增大,海拔<1 500 m区域积雪覆盖率低于10%,海拔>4 500 m以上区域平均可达70%,为常年稳定积雪区。积雪覆盖率在西北坡最高,南坡最低。（4）年均气温升高是积雪覆盖面积减小的主因,年积雪覆盖面积变化与年降水量变化保持一致的下降趋势。     

中国天山积雪垂直分布异质性研究

基于2001—2018年MOD10A2积雪产品和MOD11A2陆地表面温度数据,采用精细分区统计和相关性分析方法,研究了中国天山不同海拔高度上积雪垂直分布特征及其与地表温度（Land surface temperature,LST）的响应关系。结果表明：中国天山积雪覆盖率（Snow cover percentage,SCP）随海拔的变化呈现春、夏、秋、冬4种不同的季节变化模式。SCP在海拔4200 m以下呈秋冬季增加、春夏季减少态势,在海拔4200 m以上呈秋冬季减少、春夏季增加态势。除冬季外,春、夏、秋3个季节的SCP与LST均具有显著强负相关性。     

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。     

中国天山积雪雪崩站区的地理环境

中国天山积雪雪崩站站区自然地理垂直地带完整。降水丰富，最大达１１４０．８ｍｍ。冬半年降雪量占年降水量的３０％左右。积雪深度多年平均８０ｃｍ。深厚的积雪使站区每年冬季都发生雪崩和风吹雪灾害，成为天山大陆性雪崩研究的天然场所。同时，站区生态与环境良好，植被、土壤种类集天山之大成。站区旅游资源引人入胜。北有“东方阿尔卑斯”之称的乔尔马；南有巴音布鲁克天鹅湖，均由天山公路与本站相连通。     

积雪覆盖度对沙尘暴的影响分析

采用遥感监测内蒙古中西部地区积雪覆盖度数据以及地面气象观测站1961—2005年沙尘天气观测资料,以沙尘暴、扬沙发生日数为定量指标,分析了内蒙古中西部地区积雪覆盖度与沙尘暴、扬沙发生日数的关系。研究结果表明,在内蒙古中西部地区,积雪覆盖度与沙尘天气的发生有负相关关系,但地表积雪覆盖对沙尘暴的抑制作用要小于对扬沙的抑制作用,这种负相关关系在1—3月较11—12月更为显著。积雪覆盖度决定了积雪的影响范围,而积雪日数则决定了这种影响持续的时间,综合考虑这两种因素,构建了积雪指数用以反映积雪的这种空间和时间的共同作用。积雪指数能较好地反映积雪日数与积雪覆盖度对沙尘天气的综合作用。     

乌鲁木齐河流域积雪状况及其对公路的影响

乌鲁木齐河流域的季节积雪分布状况受冷期内连续降水过程的降雪量和气温所控制。水汽来向、山坡朝向、海拔高度和下垫面性质是影响积雪的主要因素。一般有瞬时积雪,不稳定积雪,稳定积雪和永久积雪之分。季节积雪的分布界限,在秋末冬初随海拔高度的降低而逐渐下移,春末夏初则随海拔高度增加而逐渐上移。到7月下旬或8月初移至海拔4000—4200m的雪线附近。由于风的再搬运作用,使本来不厚的自然积雪在公路的局部地段形成影响车辆通行的雪阻现象。     

锡林郭勒积雪日数时空分布规律研究

利用1971-2015年锡林郭勒地区15个气象观测站近45 a的逐日积雪日数资料,采用滑动T检验、Mann-Kendall检验、小波分析和EOF方法对研究区的积雪日数时空变化特征进行分析。结果表明：研究期内积雪日数在1996年发生了一次由多到少的突变,且日数变化存在7 a的主周期和11 a、22 a的副周期。积雪月际变化呈单峰型的分布特征,多雪期主要集中在12~2月,少雪期分布在10月份和4月份;研究区空间分布差异性显著,总体呈东多西少、南多北少的分布格局,区内大部地区属于稳定积雪区。对积雪日数及其影响因子进行聚类分析,将研究区划分为4种类型,分别为降雪量偏少-积雪日数偏高区、降雪量-积雪日数一致偏高区、降雪量-积雪日数中值区、降雪量-积雪日数一致偏少区。该区有3种异常分布型：第一模态为全区一致偏多（少）型;第二模态为北多（少）南少（多）型;第三模态为中西部多（少）,东南部少（多）型。     

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。     

中国天山西部山区森林积雪消融过程观测分析——以巩乃斯河谷为例

通过对2013年春季中国科学院天山积雪与雪崩研究站区内阳坡无林地和阴坡不同开阔度森林内积雪深度、融雪速率以及常规气象的观测,分析了融雪期不同开阔度森林积雪的消融过程以及积雪表面能量平衡特征。结果表明:不同开阔度林冠下积雪深度具有相同的变化趋势,森林的林冠开阔度越大,林下积雪深度越大,林下积雪开始消融和完全消融的时间越晚,消融期也越长。森林积雪融雪开始和结束时间比阳坡无林地区晚20~30 d左右。融雪前期林冠开阔度越大,其林下融雪速率越小。融雪后期则森林开阔度越大,森林积雪的融雪速率越大。不同时期由于不同开阔度林冠下雪面能量收支以及雪层深度等物理特性的差异,从而使不同开阔度林冠下森林积雪融雪速率的相对大小,融雪速率最大值出现时间和日变化特征均不相同。晴天森林积雪的消融速率和日变化特征取决于净短波辐射和长波辐射变化特征。降水期间,其融雪速率的变化则主要受降水形式、降水量以及积雪深度等雪层特性的影响。     

中国天山西部山地积雪辐射的若干特征

文中讨论了天山西部山地积雪辐射的若干物理参量及其光学特点,根据所测资料,对各种规律曲线和现象也给出了理论上阐述和说明。尤其文中提到,在积雪的长波辐射变化中,冬季呈凸型线,春季呈凹型线,笔者称前者为正常型,后者为反常型,认为就该地区的山地特点而论,此结论是有说服力的。     

基于MODIS数据的蒙古高原积雪时空变化研究

利用Terra卫星和Aqua卫星提供的2002年9月1日~2017年5月31日每日积雪覆盖产品MOD10C1和MYD10C1，提取蒙古高原积雪日数、积雪面积、积雪初日及积雪终日信息，得到蒙古高原积雪特征分布和变化趋势，同时，结合蒙古高原108个地面气象观测站的气温资料，分析研究区积雪变化特征和气温的关系。结果表明：（1）蒙古高原平均积雪日数在60～90 d之间，积雪初日主要分布在315～335 d之间，积雪终日大多集中在31～61 d之间，蒙古高原东部地区积雪初日有明显的提前趋势，西南地区积雪终日有明显的提前趋势。（2）积雪面积在积雪季内呈 “单峰型”，1月份为积雪面积最大月，年均积雪面积呈微弱的下降趋势。（3）最大积雪覆盖面积与温度具有明显的相关性，稳定积雪覆盖区的临界温度大概介于-11~-8 ℃之间。（4）温度是影响积雪特征变化的重要因素。