面向可持续发展的冰冻圈科学

21世纪以来, 在全球气候变暖的大背景下, 冰冻圈科学发展快速。在梳理国际冰冻圈相关研究态势、 分析中国相关研究动向的基础上, 总结了“冰冻圈科学”发展的历程并简要介绍了冰冻圈科学的基本框架。研究指出, 自20世纪70年代冰冻圈概念正式提出以来, 国际社会以推出气候与冰冻圈（WCRP-CliC）计划和成立国际冰冻圈科学协会（IACS）为标志, 并在深化冰冻圈自身机理、 过程认识的同时, 更加关注与其他圈层之间相互作用中的冰冻圈效应, 表明冰冻圈研究趋向变化 - 影响 - 适应这一主线发展, 在一定程度显现出了“冰冻圈科学”的核心特征。中国冰冻圈研究近20年、 尤其是近10年发展迅猛, 沿着冰冻圈科学的主体思路, 在冰冻圈变化, 冰冻圈变化对生态、 水文、 气候、 地表环境以及社会经济的影响等方面取得了系统性成果, 对冰冻圈科学的内涵和外延有了系统的认识。在分析国际冰冻圈科学孕育和发展背景并简要总结中国冰冻圈研究近况基础上, 对冰冻圈科学学科框架体系从科学内涵和外延、 研究构架和学科组成等方面进行了论述, 冰冻圈科学已经成为一门涉及广泛、 过程机理研究与可持续发展密切关联的全新学科。     

冰冻圈微生物学：回顾与展望

冰冻圈是地球上的负温圈层。冰冻圈各个要素中生存的微生物是地球上生命多样性的重要组分,对这些生命体及其生长繁殖和起源演化规律的揭示,不仅极大地丰富着生命科学和冰冻圈科学,还为深入了解全球变化和地外生命提供重要线索。冰冻圈微生物学的发展也将造福于人类。在回顾冰冻圈微生物研究的基础上,提出冰冻圈微生物学的概念,为冰冻圈科学和微生物学发展提供新视角。     

中国冰冻圈网络数据库设计

中国冰冻圈资源在世界冰冻圈资源中占据重要的地位,已生成的中国冰冻圈数据库由６个子库组成,采取ＨＴＴＰ和ＦＴＰ两种协议传输数据,应用客户机／服务器（Ｃ／Ｓ）模型的动作方式,基于ＣＧＩ调用ＩＤＣ程序实现属性数据的网上查询,通过ＶＲＷＬ和Ｊａｖａ等技术实现空间数据的网上发布,从而使冰冻圈信息可以更广泛、更快捷地服务之广大冰冻圈领域的科研工作者。从这些有益的尝试中可以看到,网络技术在未来的地球信息中特别是     

1980年以来冰冻圈对气候变暖响应的若干证据

进入８０ 年代，气候较前１０－２０年显示出明显的变暖趋势。冰冻圈对此迅速作出了反应：出岳冰川物质平衡８０年代较６０－７０年代平均减少近１７３ｍｍ，相当于冰川敏感值升高约０．３８℃；对气候变化反应敏感的小冰川退缩比例增加了１５－２０％；冰土层中温度亦显示出强劲增势，冰土隔深、冻土界退的变化已有所表现。     

冰冻圈科学常见误用专业术语解析

冰冻圈科学作为新兴学科,由于学科交叉、快速融合发展以及外来词翻译等,极易造成学者、媒体工作者在撰写稿件中误用部分专业术语。准确使用和正确理解冰冻圈科学专业术语是学科发展的基础,更是学科科学普及的前提。作者在长期审阅稿件、阅读相关科技新闻中,经常发现错误使用冰冻圈科学专业术语的现象。近期,冰冻圈科学专业术语准确使用再次成为中国冰冻圈科学学会（筹）微信群内的热点话题,作为一名冰冻圈科学的期刊编辑,有责任和义务为冰冻圈科学术语推广、准确使用与普及做一些力所能及的工作。因此,作者分析了冰冻圈科学专业术语易误用原因,并依据冰冻圈科学权威工具书——《冰冻圈科学辞典》（修订版）、《英汉冰冻圈科学词汇》（修订版）,以及相关权威学者专家的解读,给出冰冻圈科学易误用专业术语的正确名称、英文翻译并作解析,以期全面提升相关人员的学术专业素养,推动学科快速发展。     

甘孜黄土与青藏高原冰冻圈演化

逐样系统交变退磁磁性测量表明，８６ｍ的甘孜黄土剖面形成于约８１．８４×１０＾４ａ ＢＰ前。剖面中黄土石英砂类型分析揭示出至少约８１．８４×１０＾４ａ ＢＰ以前，高原已进入冰冻圈，并且很快于约７６×１０＾４ ａＢＰ前冰川规模达到最大，并持续至约５３×１０＾４ｑａ ＢＰ前，倒数第二次冰川规模次之，然后冰川规模明显减少。     

我国冰冻圈及其变化的脆弱性与评估方法

基于脆弱性研究文献,从脆弱性概念、评估内容、评估方法等方面系统总结了脆弱性评估研究的特点和趋势,开展脆弱性评估时应注意的系统、关注特征、灾害、尺度与时间等五个方面,剖析了区域尺度脆弱性评估涉及的一系列问题,介绍了脆弱性评估方法及其优缺点和适用性.探讨了我国冰冻圈及其变化的脆弱性概念,分析了二者之间的关系,论述了我国冰冻圈及其变化的脆弱性评估内容、评估尺度和评估方法.     

中国极地冰冻圈数据库设计

以世界各国极地冰冻圈数据为基础，我国极地冰雪数据为核心，全面、系统地存储南极和北极地区冰盖、冰川、冻土、积雪、海冰、冰雪化学、地形等方面的基础信息和观测资料，建成了我国极地冰冻圈数据库，在Windows NT平台上，利用Power Builder和Visual C^ 语言开发客户／服务器（Client/Server)模式下的数据库管理系统（SQL Server），其中空间地形数据与地理信息系统软件ARC／INFO）格式兼容，极地冰冻圈数据库系统与国际互联网（Internet)相连接，通过建立极地冰冻圈数据库系统网页，向用户提供WWW服务网址，用户在权限范围内可以方便地实现对网上资源的检索、浏览、打印、下载等所有功能。     

《冰冻圈遥感》专著评介

曹梅盛研究员等编著的《冰冻圈遥感》一书,于2006年12月由科学出版社正式出版.该书是国内第一部冰冻圈遥感应用及原理专著,引用国内外参考文献500余篇,系统总结了20世纪90年代以来国内外冰冻圈遥感研究的最新进展及发展趋势,体现了现代遥感技术的重要标志——定量遥感,资料丰富     

典型冰冻圈区域河流黑碳研究进展

冰冻圈区域河流是连接冰冻圈及河流中下游,乃至海洋碳库的重要通道。气候变暖导致冰冻圈快速萎缩,致使储存在冰川和冻土中的黑碳暴露并迁移,深刻影响冰冻圈区域河流黑碳的来源及输移过程,对海陆碳循环具有重要意义。本文重点综述了青藏高原、北极、阿尔卑斯山脉、落基山脉以及安第斯山脉等典型冰冻圈区域河流黑碳的通量、来源以及传输运移途径。结果表明：典型冰冻圈区域河流黑碳的传输通量约为2.29 Tg·a^-1,约占全球河流黑碳通量的5.33%。除大气干湿沉降和径流侵蚀外,冰川消融和冻土退化对冰冻圈区域河流黑碳浓度及通量变化具有显著影响,其中青藏高原和阿拉斯加冰川消融每年释放进入河流的黑碳通量分别为10.00 Gg(7.74～12.30 Gg)和0.60 Gg(0.47～0.73 Gg)。然而,冻土退化对冰冻圈区域河流黑碳的影响程度尚不清楚。总体而言,冰冻圈区域河流黑碳的研究不足将严重限制区域乃至全球碳循环的系统认识,未来亟需加强冰冻圈区域河流黑碳的系统监测与研究,为量化全球变暖背景下冰冻圈区域河流黑碳变化及其影响提供科学数据。     

中国冰冻圈水文过程变化研究新进展

冰冻圈显著的变化已经对冰冻圈水文过程产生了一系列影响。本文重点梳理和分析了近20年，尤其是近10年以冰川融水、融雪径流、冻土水文等为主体的中国冰冻圈水文过程变化研究方面取得的新进展:①在冰川融水变化研究方面，对不同尺度的冰川融水开展了全面研究，发现冰川融水呈现全面增加之势；对冰川融水"拐点"是否出现进行了科学辨识，有了基本认识；对冰川融水过程进行了模型模拟，取得显著进展。②在融雪径流变化研究方面，通过对不同流域融雪径流估算，可基本掌握各河流的融雪贡献率；中国融雪径流变化差异较大，增减不一；融雪期变化具有普遍性，突出特点是峰值提前。③在冻土水文研究方面，通过对地表水-活动层壤中流-多年冻土层上水之间关系的研究，揭示了冻土区径流形成的重力和热力耦合机制；多年冻土变化对地表径流的影响已经显现，主要表现在冬季（枯水季）径流增加；已经发现多年冻土退化对径流有直接补给作用，在一些流域补给量可能达到一定量级。     

中国冰冻圈水文过程变化研究新进展

冰冻圈显著的变化已经对冰冻圈水文过程产生了一系列影响。本文重点梳理和分析了近20年，尤其是近10年以冰川融水、融雪径流、冻土水文等为主体的中国冰冻圈水文过程变化研究方面取得的新进展：①在冰川融水变化研究方面，对不同尺度的冰川融水开展了全面研究，发现冰川融水呈现全面增加之势；对冰川融水"拐点"是否出现进行了科学辨识，有了基本认识；对冰川融水过程进行了模型模拟，取得显著进展。②在融雪径流变化研究方面，通过对不同流域融雪径流估算，可基本掌握各河流的融雪贡献率；中国融雪径流变化差异较大，增减不一；融雪期变化具有普遍性，突出特点是峰值提前。③在冻土水文研究方面，通过对地表水-活动层壤中流-多年冻土层上水之间关系的研究，揭示了冻土区径流形成的重力和热力耦合机制；多年冻土变化对地表径流的影响已经显现，主要表现在冬季（枯水季）径流增加；已经发现多年冻土退化对径流有直接补给作用，在一些流域补给量可能达到一定量级。     

自然科学基金资助下的我国冰冻圈科学发展

冰冻圈是指地球表层水以固态形式存在的圈层,包括冰川、冻土、积雪、海冰、河冰、湖冰等.作为一门新兴学科,冰冻圈科学研究其各组成部分的形成机理、演化规律、与其他圈层之间的相互作用,以及对经济社会的影响.在全球变暖背景下,冰冻圈研究受到前所未有的重视,成为气候系统研究中最活跃的领域之一,也是当前全球变化和可持续发展最关注的热点之一.中国是中低纬度地区冰冻圈最发育的国家,中国冰冻圈变化的气候效应、环境效应、水资源效应和生态效应非常显著,因此,对国家西部发展战略有重大意义.我国冰冻圈科学的发展与国家自然科学基金项目的支持息息相关,许多前瞻性、先导性、基础性的项目源自于基金项目的支持.国家自然科学基金在引领冰冻圈研究新领域和人才培养两方面起到了奠基和推动作用.着重回顾了在自然科学基金资助下我国冰冻圈科学的发展历程.     

冰冻圈服务评估方法探讨

冰冻圈服务指人类能够从冰冻圈中直接或间接获得的各种惠益,由冰冻圈的过程和功能产生,可为人类生存和发展提供重要的物质和文化基础。随着冰冻圈科学的发展,人们对冰冻圈过程和功能的认识不断深化,同时冰冻圈科学研究如何为区域可持续发展服务也成为重要的关注点,受到冰冻圈科学界的重视。然而,作为冰冻圈服务研究的重要内容之一,人们对冰冻圈服务评估方法仍缺乏系统性探讨。鉴于此,本研究从物质量法、价值量法和能值分析法三个维度对各类冰冻圈服务的评估方法进行了探讨。通过对这三种方法的原理、基本使用准则、适用范围和优缺点进行分析,以期探寻评估各类冰冻圈服务的最适方法,从而为后期开展具体评估提供方法借鉴。     

南极冰冻圈融化速度减缓?

南极大陆温度正在升高,但是其冰冻圈融化速度比之前预测的速度要慢许多.事实上,有关该地区的卫星数据显示,南极大陆在去年夏天的融化速度就是近30年来最慢的一年.两位冰河专家在美国地球物理学联盟(American Geophysical Union)周报EOS上发表文章对这个看似矛盾的现象进行了解释.     

冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响及其适应性管理策略

冰冻圈是气候系统影响最直接和最敏感的圈层。在全球变化背景下,冰冻圈变化与生物圈、岩石圈、水圈、大气圈、人类圈之间的相互作用日趋加剧。特别地,冰冻圈快速变化对其影响区经济社会系统产生了广泛而深刻的负面影响,甚至危及人类福祉、经济社会系统的健康、和谐、持续发展。鉴于冰冻圈区位劣势及其较为落后的经济水平,其应对冰冻圈变化的能力极为有限。目前,适应仍然是冰冻圈应对气候变化的主要途径。冰冻圈变化对经济社会系统的综合影响分析是适应冰冻圈快速变化的基础,其适应性管理战略则是减轻冰冻圈快速变化不利影响、降低自然和经济社会系统防御其不利影响脆弱性的最终目标。     

第四纪中期青藏高原冰冻圈的演化及其与全球变化的联系

文章给出了冰冻圈的含义与组成,新生代４２Ｍａ前南极冰盖出现至中更新世,是地球上冰冰圈发展的漫长过程,青藏高原在早更新世只在个别高峰有冰川作用,直到１．１～０．６ＭａＢＰ的昆（仑）黄（河）运动,将高原面抬升至３５００ｍ左右高度的降温作用和同时期地球接受日射的轨道转型＊（由４．１万年周期的轨道倾斜率过渡为１０万年周期的轨道偏心率控制）及相伴的降温作用相耦合。形成了测年数据在０．６～０．８ＭａＢＰ间的倒     

冰冻圈变化的适应框架与战略体系

冰冻圈变化的适应研究是冰冻圈科学领域的新兴研究方向, 是当今全球变化研究中自然科学与社会科学交叉融合研究的典型代表。文章阐述了冰冻圈变化适应研究的内容框架, 分析了目前国际冰冻圈变化适应研究的现状、 动态与发展趋势。在此基础上, 从理论探索与实践研究两方面, 详细介绍了中国冰冻圈变化的适应研究。在理论与方法研究方面, 中国冰冻圈变化适应研究2007年起步至今, 已建立了由冰冻圈变化影响（冰冻圈服务和冰冻圈灾害）-风险-恢复力-适应构成的中国冰冻圈变化适应研究理论与方法体系; 在实践研究方面, 从致利与致害两条线, 开展了冰冻圈服务与冰冻圈灾害风险研究; 从冰冻圈与人类圈交互视角, 开展了冰冻圈变化的脆弱性、 恢复力与适应典型案例研究。未来, 一方面需进一步完善和深化现有理论体系, 尤其是冰冻圈与人类圈相耦合的灾害风险、 脆弱性与适应定量评估方法; 另一方面, 既要针对不同冰冻圈问题, 加强案例研究, 又要拓展尺度, 深入宏观研究, 为国家和地方政府决策提供科学依据与对策建议。     

最近十多年来冰冻圈加速萎缩——IPCC第六次评估报告之冰冻圈变化解读

政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2021年8月发布了第六次评估报告第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》。该报告基于最新的观测和模拟研究,评估了冰冻圈变化的现状,并采用CMIP6模式对未来变化进行了预估。报告明确指出,近十多年来冰冻圈呈现加速萎缩状态：北极海冰面积显著减小、厚度减薄、冰量迅速减少;格陵兰冰盖、南极冰盖和全球山地冰川物质亏损加剧;多年冻土温度升高、活动层增厚,海底多年冻土范围减少;北半球积雪范围也在明显变小,但积雪量有较大空间差异。冰冻圈的快速萎缩加速海平面的上升。未来人类活动对冰冻圈萎缩的影响将愈加显著,从而导致北极海冰面积继续减少乃至消失,冰盖和冰川物质将持续亏损,多年冻土和积雪的范围继续缩减。报告也提出,目前冰冻圈研究仍存在观测资料稀缺、模型对各影响因素的敏感性参数和过程描述亟需提升、对吸光性杂质的变化机制认知不足等问题,从而影响了对冰冻圈变化预估的准确性,未来需要重点关注。