Measurements of Powder Snow Avalanches- Laboratory -

Laboratory simulation of powder snow avalanches serves for the validation of numerical models and as a tool in its own right for consulting and research purposes. Two-phase gravity currents are simulated in water with quartz powder or glass spheres as the particle phase. Particle-phase velocity profiles and particle-phase volume fraction profiles are measured with an ultrasonic device. The experimental setup and the current state of the measurement technique are described and preliminary results are presented.     

Direct Measurement Of Shear Stress During Snow Saltation

Wind-tunnel experiments were carried out to measure the shear stressduring snow saltation. Shear stress acting on the snow surface, measured directly with a newly developed drag meter system, revealedthat the shear stress increased with the development ofsaltation. This result supports Owen's hypothesis that the saltationlayer acts as an increased roughness to the flow above the saltationlayer, leading to an increase in surface shear stress. To investigate the contribution of the grain borne shear stress_g and the fluid shear stress _f to the increment of the total shear stress _total, _g was calculated from the loss of horizontal momentum of saltating snowparticles. Since _g is the largest contribution to theincrement of _total, the collision of thesaltating particles is dominant for the shear stressmodification. The results qualitatively support the numericalsimulation reported by McEwan and Willetts.     

隆冬异常升温北疆积雪提前融化

2007年1月下旬中期开始,新疆北部地区出现了一次异常的升温天气过程,1月27日~2月4日的9d中,北疆各地的43个气象站中,有14站的日最高气温突破同期历史极值,其中伊犁河谷的新源的日最高气温上升到13.3℃,突破同期历史极值3.0℃;有19站的9天平均气温突破同期历史极值,占总站数的44.2%。1月下旬本是新疆北部的积雪稳定积累期,但是2007年元月下旬异常升温天气的出现和持续,使北疆地区积雪提前融化,到2月初,北疆的博尔塔拉蒙古自治州、伊犁地区、乌鲁木齐市等地的积雪面积明显减少,乌鲁木齐地区的积雪覆盖度仅为25.84%,比15年同期平均值偏少5成。冬季是新疆增温幅度最大的季节,在气候变暖背景下,冬季极端天气气候事件的出现也越来越频繁,隆冬季节的异常升温造成气温偏高,使北疆地区的积雪提前融化。这些变化将对新疆水资源的时空分布产生重大影响,对当地生态环境将带来难以估测的影响。在全球气候变化背景下,更加需要加强对新疆等干旱地区极端天气气候事件的监测分析及其对生态环境、经济社会发展的影响等诸多领域的研究,使社会各界以积极的态度来科学客观地认识气候变化带来的后果,及早提出应对区域气候变化的对策,采取切实可行的措施减缓气候变化带来的负面影响。     

对青藏高原末次冰盛期降温值、平衡线下降值与模拟结果的讨论

1999年 5期《第四纪研究》刊登的“青藏高原冰期环境与冰期全球降温”论文 ,内容丰富 ,提出了许多重大问题和新鲜讯息 ,发人深思。本文就部分内容进行讨论 ,认为根据新近若干冰期降温值较大的信息 ,就得出冰期降温幅度为过去认识的两倍的普遍性推断 ,还为时过早。青藏高原新近研究表明夏季降温值是较小的 ;冰川平衡线高度取决于以夏季温度为标志所提供的消融热量与全年降雪积累量的平衡 ,单纯就降温值 ,不能决定平衡线下降值 ;全球各地气候、地形差别很大 ,冰期变化也很悬殊 ,不存在全球均一的 1 0 0 0m左右平衡线下降值 ,干旱区的下降值多低于此数。青藏高原末次冰盛期 (LGM)冰川堆积 (终碛、侧碛 )和侵蚀形态(冰斗、槽谷 )一般保存良好、形态鲜明 ,较易识别 ,近年已获取测年资料 ,证明过去地貌法判别的LGM冰川规模 ,并以此决定的LGM平衡线位置基本恰当 ,当然也有误判者。从 2 0世纪 2 0年代起 ,研究者逐渐认识高原内部主要是中西部LGM平衡线下降值较小 ,经过多次改进的LGM平衡线高度分布图显示约有 1 /3左右地区 ,平衡线下降值不足 30 0m ,实为世所罕见。其原因可能主要在高原西北部是全球惟一高海拔寒旱核心区域 ,为极大陆型或极地型冰川分布区 ,以现代西昆仑山崇测冰川、古里雅冰帽为例 ,平衡线高度     

基于被动微波遥感的青藏高原雪深反演及其结果评价

采用修正的张氏雪深反演算法，用ＳＳＭ／Ｉ３７ＧＨz和19GHz水平极化亮温值计算了青藏高原及其毗邻地区的积雪深度，对其精度进行了评价，并对误差来源进行了分析，结果显示，此算法能够较好地反映研究区的雪深分布，但局部地区误差较大，总体上雪深被高估，其误差主要来源于冻土，深霜层，植被以及雪层中液态水含量，雪粒的形状和粒径的变化带来的影响，SSM／I数据较低的分辨率和研究区复杂的地形使反演的雪深与观测的雪深缺少可比性，给精度的评价带来影响。     

冬季积雪对我国夏季降水预测的评估分析

根据高原积雪和高纬积雪与我国夏季降水相关分析的结果，将高原积雪和高纬积雪作为独立因子分别对我国夏季降水预测做了检验，结果表明：高原积雪较高纬积雪效果要好，冬季高原积雪异常偏多时，长江流域夏季易发生洪涝，这也是预测汛期降水的一个重要信号。     

青藏高原东部牧区冬季雪灾天气的形成及其预报

对青藏高原东部牧区 ( 1967— 1996年 )冬季发生的成灾性降雪天气过程进行了较为详细的分析。探讨了北冰洋低压槽、贝加尔湖低压、东亚大槽和南支槽等欧亚大型天气系统活动对高原冬季降雪天气形势形成的作用。归纳出两种高原冬季成灾性降雪天气形成的模型。重点讨论了高原气流波动不稳定对高原波槽形成的量化指标 ,找出了若干高原低温—降雪过程预报的统计关系 ,并对高原冬季的雪灾预报提出了着眼点     

青藏高原积雪异常与贵州东、西部旱、寒灾害关系的初步分析

利用 195 8— 1992年的有关资料 ,对青藏高原冬、春季积雪异常与贵州春、夏季不同区域干旱和低温灾害的强弱关系进行了统计分析。结果发现 :青藏高原冬、春季积雪异常与贵州春、夏季不同区域干旱和低温灾害的强弱间存在明显的相关关系 ,高原异常多雪年贵州西部 4月春旱偏重 ;东部夏旱偏重 ,春季低温灾害偏轻。反之 ,高原异常少雪年贵州西部春旱和东部夏旱都偏轻 ,春季低温灾害偏重。     

吐鲁番一场罕见降雪天气个例分析

对“2000·2”罕见降雪天气过程分析表明,低层强烈的辐合上升运动和低空急流的突然增强是产生降雪的关键.     

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