我国的干雪雪崩

干雪雪崩是我国大陆性气候条件下,危害性较大的一种雪崩类型。这类雪崩主要发生于松散无水的新干雪和老干雪的雪层中,在其运动过程中,体积愈来愈大,不但冲击力大,而且能触发大量雪体崩塌,往往给人们的生命财产造成威胁,是我国山区经济建设的一种严重自然灾害。为了查明它的发生、运动和堆积规律,我们进行了大量观测和研究,现将结果讨论如下。     

天山巩乃斯河谷湿雪雪崩成因初步分析

1984年3月17日下午6时,在天山巩乃斯河谷内暴发了一次巨大的湿雪雪崩,造成堵塞河谷公路的严重危害(照片1)。笔者有幸目睹这次雪崩的全过程。本文通过对这次湿雪雪崩形成前兆和发生过程的观察,及对雪崩雪中若干特征的研究,分析其形成原因。 一、雪崩雪的若干特征 首先,湿雪雪崩主要特征可集中为一个“湿”字。正是由于“湿”,其雪崩雪成为大小不等的团块状构造(照片2)。经测量,雪崩雪堆中最大的团块直径为50—60cm,平均为15—30cm。大多数团块又具有成层构造,即团块外壳为淡黄褐色雪所构成,内     

雪崩的监测研究综述

雪崩是藏东南地区非常严重的一种自然灾害,准确且及时地监测并获得雪崩活动信息在雪崩灾害的减灾防灾中发挥着最为重要的作用。雪崩活动的监测包括实地监测和遥感监测两种基本类型,其中实地监测可以采取雪体试验、定点长期监测和次声地震波三种方法,不同方法相互印证会取得更好的监测效果。近年来随着摄影测量及航空航天科技的发展,遥感监测在雪崩的灾害管理、预测预警以及工程防治中的作用也愈加重要。与实地观测和定点监测相比,雪崩的遥感监测不直接接触不稳定性积雪,所以安全性更高。雪崩的遥感监测采用光学、激光和雷达三种传感器,搭载在地面、航空或者卫星平台之上,可以对不同空间尺度的雪崩进行临时或连续性观测。不同的传感器及平台都有各自的优势和局限性,在实际的雪崩监测中需根据成本、可到达性以及观测目标等因素灵活应用。大范围雪崩的自动监测及其算法问题依然是雪崩遥感监测的难点。藏东南是湿雪雪崩的高发地区,可以采用实地观测和高分辨率的RS-2U雷达影像相结合的方法进行长期监测,并采用哨兵-1号、SPOT或QuickBird光学影像进行验证。波密嘎隆拉隧道附近是藏东南雪崩的高发区,又是连接波密县和墨脱县的主要公路,适合建设固定的...     

雪檐内部应力变化的初步观测

雪檐雪崩是天山独库公路主要的雪崩类型之一。笔者于1983—1984年度运用应变圆法对雪檐内部应力变化作了对比观测,按均匀变形理论进行了应力计算,分析了雪檐内部主应变、主应变速度和最大剪应变与气温、雪檐所在位置坡度及朝向的关系,对雪檐雪崩成因作了初步探讨。     

雪崩灾害防治研究进展及展望

雪崩是冰冻圈内主要的自然灾害之一,严重威胁高寒山区内的交通廊道、能源输送和通信干线、矿区、牧区、旅游区等安全并造成基础设施毁坏和人畜死伤,阻碍山区社会经济的可持续发展。随着气候变化和人类活动不断向高寒山区扩展,暴露在雪崩危险之下的人口及基础设施日趋增多,雪崩的风险显著增强。为保障山区的社会经济可持续发展,对雪崩灾害防治管理需求不断增加。在梳理我国1960年以来主要雪崩研究进展基础上,结合世界各地雪崩研究成果,总结了雪崩的影响因素和区域规律、雪崩的形成与运动机理、雪崩监测预警、雪崩风险评估和雪崩工程防治等方面的进展和亟须研究的前沿问题以及科学难点。同时本文论述了气候变化对雪崩活动的影响,以及人类活动与雪崩活动之间的相互影响,展望了未来雪崩防灾减灾的需求并提出对策,推动雪崩防灾减灾研究。     

天山季节性积雪稳定期雪密度与积累速率的观测分析

利用Snow Fork雪特性分析仪测量的天山积雪雪崩站2009年2月21-26日及2010年1月26-31日雪特性数据,分析了季节性积雪稳定期内积雪垂直剖面密度的变化特征及其随降雪沉积时间和雪层深度的变化规律.结果表明:季节性积雪稳定期内,积雪剖面密度中部最大,表层和底层密度较低;新雪层密度随时间的推移增加速率逐渐增大...     

天山西部季节性积雪密度及含水率的特性分析

利用Snow Fork雪特性分析仪采集积雪物理特性(积雪深度、积雪密度、体积含水率)数据,分析了天山积雪雪崩站稳定积雪期和非稳定积雪期雪物理特性的时间变化特征及其在垂直剖面上的廓线分布.结果表明: 1)稳定期积雪深度随时间缓慢减小,体积含水率垂直廓线随积雪深度变化呈单峰曲线,峰值距雪表面约33 cm,雪密度垂直廓线为中部大、积雪表层和底部较小;2) 非稳定积雪期积雪迅速沉陷,体积含水率相对于雪层温度的变化有滞后效应,滞后时间约为2 h,雪密度垂直廓线与稳定期相同.整个非稳定积雪期的日平均雪密度与日平均含水率、日平均温度均呈显著正相关.     

天山西部季节性积雪密度及含水率的特性分析

利用Snow Fork雪特性分析仪采集积雪物理特性(积雪深度、积雪密度、体积含水率)数据,分析了天山积雪雪崩站稳定积雪期和非稳定积雪期雪物理特性的时间变化特征及其在垂直剖面上的廓线分布.结果表明:1)稳定期积雪深度随时间缓慢减小,体积含水率垂直廓线随积雪深度变化呈单峰曲线,峰值距雪表面约33cm,雪密度垂直廓线为中部大、积雪表层和底部较小;2)非稳定积雪期积雪迅速沉陷,体积含水率相对于雪层温度的变化有滞后效应,滞后时间约为2h,雪密度垂直廓线与稳定期相同.整个非稳定积雪期的日平均雪密度与日平均含水率、日平均温度均呈显著正相关.     

藏东南山区雪崩发育特征及危险度评价

藏东南山区地形起伏大,河谷深切,属典型的高山峡谷地貌。由于该区地形深切、陡峻、高海拔山峰极为发育,且降雨较为丰富,昼夜温差大,导致该区域雪崩灾害极为发育。在区内开展基础设施建设,势必会面临着雪崩灾害的问题,因此,本文以藏东南山区雪崩为研究背景,分析雪崩的发育特征,并对其危险度进行评价,以期能提高人们对雪崩灾害的认识和为雪崩灾害的危害度分析提供依据。     

藏东南山区雪崩发育特征及危险度评价

藏东南山区地形起伏大,河谷深切,属典型的高山峡谷地貌。由于该区地形深切、陡峻、高海拔山峰极为发育,且降雨较为丰富,昼夜温差大,导致该区域雪崩灾害极为发育。在区内开展基础设施建设,势必会面临着雪崩灾害的问题,因此,本文以藏东南山区雪崩为研究背景,分析雪崩的发育特征,并对其危险度进行评价,以期能提高人们对雪崩灾害的认识和为雪崩灾害的危害度分析提供依据。     

联合SAR与光学遥感数据的山区积雪消融识别北大核心CSCD

积雪消融是气候变化和水资源管理的重要影响因素。本文联合Sentinel-1与Sentinel-2时序数据,提出了一种联合SAR与光学遥感数据的积雪消融识别方法。以祁连山区八宝河流域为研究区,利用ESTARFM时空数据融合模型得到与Sentinel-1同时相的Sentinel-2模拟数据,提取流域积雪覆盖范围;基于SAR多时相多极化变化检测算法提取湿雪;结合光学遥感与DEM数据对SAR提取的湿雪进行校正,最终获得八宝河流域消融期内18个时相干湿雪分布。利用GF-2影像和消融期的Sentinel-2影像分别对积雪和湿雪面积进行精度验证,结果表明该方法能够快速识别积雪消融时空变化,总体分类精度OA高达99%,Kappa系数高达0.86。同时,利用同一天早晚过境相差约12小时的升、降轨SAR数据对比分析了积雪消融变化特征。根据实验数据集分析表明,八宝河流域内干湿雪分布随时间剧烈变化,消融初期湿雪主要集中在河谷低海拔区域且消融速度快,随着气温的升高积雪消融至高海拔区域,而干雪主要分布在四周高海拔山区。且由于过境时间的差异,在整个消融期,降轨数据提取的湿雪面积小于升轨数据提取的湿雪面积。     

南方冬季湿雪的光谱特征分析

使用FieldSpec4便携式地物光谱仪获取了南京地区冬季湿雪的光谱数据, 并从太阳高度角、坡度、坡向、下垫面及混合雪几个方面进行了分析. 结果表明: 积雪的反射率在可见光区变化平稳, 在近红外区下降迅速, 1 020 nm、1 250 nm附近是积雪反射率的吸收区; 湿雪状态下, 太阳高度角增大的同时积雪反射率逐渐降低, 而在水湿雪状态下太阳高度角对反射率影响减弱, 积雪含水率成为其变化的主要影响因素; 积雪反射率随着坡度的增大而增大; 积雪在朝阳坡的反射率远高于背阴坡, 背阴坡积雪反射率在可见光谱区受影响较大; 当积雪厚度达到一定值后下垫面的差异对反射率影响有限, 否则会对反射率产生较大影响; 在可见光波段纯雪反射率最高, 近红外波段植被/积雪混合反射率最高, 林下雪的光谱反射率较低. 南京地区湿雪光谱测量和分析对了解南方湿雪光谱特性和变化规律, 以及对于积雪定量遥感及其参数反演具有重要意义.     

川藏交通廊道伯舒拉岭隧道出口斜坡雪崩活动特征及形成机理

伯舒拉岭隧道出口是川藏交通廊道全线在雪崩灾害背景下选址挑战最大的一处工点,开展雪崩活动特征及其形成机理研究对于川藏交通廊道减灾选线以及后续建设、运营都有重大的科学意义.通过精细化野外调查、长时序多源遥感解译、地形计算和空间分析,精细刻画伯舒拉岭隧道出口斜坡雪崩范围的地形地貌特征和历史活动特征,结合孕灾条件、逐日气象数据等,深入研究该斜坡雪崩成因、启动机制及对铁路的影响.结果显示,川藏交通廊道伯舒拉岭隧道出口斜坡发育4处沟槽型雪崩;隧道出口北侧1#雪崩形成区汇雪面积最大,约0.726 km2;4处雪崩的历年活动频率不一,主要发生在每年1月至5月,其中汇雪面积最大的1#雪崩活动最频繁,每年发生2～5次,其崩出距离亦最远,最大崩出距离约1 694 m;雪崩活动与年初几次区域性的高强度降雪活动高度相关,一般发生在高强度降雪期间和高强度降雪后几日的晴天.结果表明地形地貌条件控制了雪崩的空间分布,气象要素的时序变化控制了雪崩的年内尺度时序分布;4处雪崩形成区的面积大小和坡向分异决定了它们活动频率的不一致;雪崩启动模式主要有强降雪启动和气温陡升启动;隧道出口受4处雪崩威胁的可能性较小,风险可控.     

天山东部冰川雪坑离子浓度特征的对比研究——以奎屯河哈希勒根51号冰川和哈密庙尔沟平顶冰川为例

对2004年获取的天山奎屯河哈希勒根51号冰川1个雪坑和哈密庙尔沟平顶冰川4个雪坑的离子浓度特征进行了研究,结果表明:Ca2 、NO3-和SO24-是哈密庙尔沟平顶冰川雪坑雪层和积累区雪坑底部冰中的主要离子(尤其是Ca2 ),其雪层中的主要阳离子关系可在底部冰中得以较好的反映,但雪层中各离子浓度与海拔的相关性不明显,可能与海拔的跨度较小和挖取的雪坑较疏有关;雪坑底部冰中的离子浓度与海拔间明显的相关性说明淋融作用随着海拔升高、气温降低而逐渐减弱。SO24-和Ca2 是奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑中的主要离子(尤其是SO42-),其雪坑离子化学特征与哈密庙尔沟平顶冰川差别较大,可能与哈密庙尔沟平顶冰川处于塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠和鄯善沙漠的下风向相关,还可能与雪层内淋融作用的强弱和沉积通量的高程效应有关。哈密庙尔沟平顶冰川积累区雪坑中NH4 、NO3-和K 的Cs/Ci较Ca2 、Mg2 和Na 要大,奎屯河哈希勒根51号冰川Na 和NH4 的"雪冰比"较Cl-、SO42-、Mg2 和Ca2 要大,说明这两条冰川雪坑中的Ca2 和Mg2 信号较其它离子可能更易于在冰芯记录中保存下来,为冰芯研究和古气候记录的恢复提供了保障。     

大锚杆联合抗滑桩在顺层边坡支挡的应用

顺层边坡问题是山区高速公路建设中常见的岩土工程问题,本文对顺层边坡的支护手段进行比较分析,结合一工程实例,论述大锚杆联合抗滑桩治理顺层边坡的合理性。该方法对指导设计、施工具有现实意义。     

积雪常规观测术语的含义及其表达——介绍联合国教科文组织雪崩图集中的术语和分类

积雪系指降雪、冰粒、表霜、冻雨以及大部分已冻雨水形成的覆盖在地球表面的雪层。积雪科学是地学的一个分支,目前正在迅速发展。我国六十年代初开展积雪研究以来,已取得了一定成绩。但由于缺乏统一的积雪观测规范和分类标准,已给积雪研究的深入及资料的累积带来困难。国际雪冰委员会公布了国际积雪系统分类图表,1981年又出版了《雪崩图集》。本文试图在分析积雪特性影响的基础上,主要对图集中所含积雪常规观测项的所用术语及其表达式作一介绍,以利于广泛采用国际标准,促进积雪研究。     

祁连山区冰沟流域积雪分布特征及其属性观测分析

以祁连山冰沟流域为研究区,通过在流域内布设花杆观测积雪深度,渊查了山区积雪分布情况;利用雪特性分析仪测量了区内积雪密度、介电常数、液念水含量等积雪参数,光谱仪测量了不同类型积雪的光谱特征,手持反照率测量计观测积雪表面反照率,带刻度手持放大镜测量积雪粒径,红外温度计和针式温度计测量雪层的温度和实地测量积雪属性.同时,在研究区内选择加强观测区挖雪坑,对雪层内部属性和雪剖面分层特性作了进一步研究,计算民流域内积雪等效密度;最后对试验中所使用的野外实测积雪的各种方法进行了评价.研究表明:山区积雪分布很不均匀,在阴坡山谷雪深最深,阳坡雪积累最少,即使在同一样区,积雪分布也小均匀;研究Ⅸ的积雪属于潮雪,体秋含水量在3%以下;不同粒径、类型和表面粗糙度的积雪反射率不同,验证了积雪光谱是雪颗粒、污染物和地面粗糙度的函数;积雪反照率随太阳高度角升高逐步降低,在没有新降雪的情况下,日反照率也逐渐降低;雪分层比较明显,雪下冰晶层发育良好.当深度达剑20 cm时,积雪具有保温作用;冰沟流域的积雪等效密度随时间和空间变化不大,经汁算为0.16 g·cm-3.     

新疆阿勒泰克兰河中游地区冬季积雪分布及特性分析

新疆阿勒泰地区是中国季节性积雪水资源最为丰富的地区之一。2016年12月在克兰河中游地区开展了积雪观测,利用直尺和量雪筒测量雪深和雪密度,调查了积雪水资源的分布情况;利用针式温度计测量雪层温度,获取了雪层之间的温度梯度;利用雪特性分析仪和显微镜测量了积雪剖面的雪层密度、液态水含量、介电常数和雪粒径。通过分析研究区积雪水资源的空间分布和积雪特性的垂直分异发现：研究区雪深的分布非常不均匀,北部的雪深总体上大于南部,即使在同一地区,雪深也因风力等原因而分布不均匀;研究区总体上属于"干寒型"积雪,密度较小,且密实化迅速;各雪层属于干雪或者湿度极低的潮雪,绝大多数雪层的液态水含量在0.3%以下;积雪温度总体上从表层到底层逐渐升高,表层温度日变化较大;阴天积雪温度高于晴天,各雪层温度日变化小于晴天,且午后积雪会出现负温度梯度,冷中心出现在积雪次表层;雪粒径较小,雪粒长短轴比的最小值出现在中间层,且符合新雪的粒径特点。     

从“运动中的雪讨论会”看国际积雪研究

去年八月我们参加了在美国科罗拉多州科林斯堡举行的国际“运动中的雪科学讨论会”,使我们开阔了眼界,增长了知识,结交了朋友,较具体地了解了国际雪崩、风雪流和冰川研究的成就与特点。会上共选用78篇论文,分别论述了山坡积雪稳定性、雪崩     

祁连山区风吹雪对积雪质能过程的影响

风吹雪是山区积雪水文过程的重要组成部分. 采用祁连山区冰沟流域2008年积雪期观测数据, 通过对风吹雪实地观测分析、风吹雪的发生概率、风吹雪迁移以及风吹雪升华等分析, 从野外观测、计算模拟两个方面对祁连山区风吹雪质能过程进行了详细探讨. 结果表明: 位于流域海拔较高处(海拔4 146 m)的研究区垭口站, 风吹雪现象较为显著, 因之造成的积雪重新分布极为严重. 垭口站风吹雪频发于冬季及初春融雪未发生时, 积雪在风速作用下迁移量较大; 而进入融雪期之后, 因气温上升、雪面融化以及再冻结, 风吹雪发生概率急剧减小. 风吹雪在积雪升华中占有较大比重, 2008年积雪期, 垭口站风吹雪升华估算值约占积雪升华(包括雪面升华)的41.5%.