气候变化条件下东北地区多年冻土变化预测 |
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引用本文: | 魏智,金会军,张建明,于少鹏,韩旭军,吉延峻,何瑞霞,常晓丽.气候变化条件下东北地区多年冻土变化预测[J].中国科学:地球科学,2011,41(1):74-84. |
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作者姓名: | 魏智 金会军 张建明 于少鹏 韩旭军 吉延峻 何瑞霞 常晓丽 |
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作者单位: | ① 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室, 兰州 730000;
② 西北民族大学土木工程, 兰州 730030;
③ 甘肃省白银市水电勘测设计院, 白银 730900;
④ 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所遥感与地理信息科学研究室, 兰州 730000;
⑤ 甘肃省电力设计院, 兰州 730050 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(批准号: 40821001, 40701031)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(编号: KZCX2-YW-311)和中国科学院百人计划 项目资助 |
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摘 要: | 东北多年冻土(除非指明是季节冻土,以下将多年冻土简称冻土)是中国第二大冻土分布区,主要发育"兴安-贝加尔型"冻土.由于处在欧亚大陆冻土区南缘,冻土的热稳定性差,寒区生态的敏感性强.在气候变暖条件下,冻土已经和正在发生着"三向"退化.为预测冻土南界和地温变化,根据47个气象站资料并在SHAW模型对植被影响地表温度修正的基础上,建立了冻土地表温度分布的等效纬度模型.结合非稳态热传导模型的有限元数值计算,以多模型结合的方法,进一步计算和分析了目前、50年和100年后冻土地温分区变化.结果表明,在目前地表温度为1.5℃范围,仍可残留冻土.以0.048℃a-1气温递增速率,在目前地表温度为0.5℃和-0.5℃的区域,50年和100年后各自仍有可能存在冻土;冻土面积将由现在的2.57×105 km2各自减至1.84×105和1.29×105 km2,分别减少28.4%和49.8%,且东部退化幅度大于西部.同时,区域地温升高,冻土厚度减薄;稳定型(年平均地温Tcp≤-1.0℃)冻土面积逐渐减小,将由现在的1.07×105 km2分别减少至8.8×104 km2(50年后)和5.6×104 km2(100年后).相应地,不稳定型(Tcp〉-1.0℃)多年冻土和季节冻土的面积增加,冻土南界将显著北移.冻土环境的变化,将给东北寒区工程设施和生态环境带来重要影响.减少或避免人为地改变冻土赋存条件,是保护冻土环境较可行的途径.
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关 键 词: | 多年冻土 等效纬度模型 预测 东北地区 气候变化 |
收稿时间: | 2009-12-02 |
修稿时间: | 2010-05-04 |
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