气候变化下的青藏高原多年冻土

气候变化下的青藏高原多年冻土

一、Permafrost on the Qinghai-tibet Plateau under a Changing Climate(论文文献综述)

王有恒,谭丹,韩兰英,李丹华,王鑫,卢国阳,林婧婧[1](2021)在《黄河流域气候变化研究综述》文中认为黄河流域从西到东跨越多省,地形复杂,作为中国生态安全战略格局的重要组成部分,是中国气候变化敏感区和生态环境脆弱区。本文主要综述了在气候变暖背景下,黄河流域气候变化特征、影响以及成因和对策建议的最新研究进展:(1)近60年黄河流域气温呈上升趋势,平均升温速率为0.30℃/10a,上游升温速率最大,下游次之,冬季升温趋势最显着,夏季最小,降水量上游地区增多,中下游地区减少,蒸散量呈减少趋势。(2)在气候变化和人类活动影响下,黄河流域径流量整体呈下降趋势,源区冰川积雪消融加剧,冻土严重退化,流域植被覆盖整体呈好转趋势,上游脆弱区和中游产沙区水土流失加重,对农业影响利弊皆存,流域病虫害加剧;流域气候变暖,极端天气气候事件增多,对文化遗产安全保存带来巨大挑战。(3)黄河流域气候系统随时间演变的过程不仅受自身内部的动力、热力影响,也受大气环流、海温、青藏高原等外部强迫因子的影响,人类活动造成的大气成分和土地利用覆盖的变化是影响黄河流域局地气候的重要因子。(4)未来黄河流域气温持续上升,降水波动增加,极端天气事件将更加频繁。应对气候变化,重点在于加强黄河流域气候变化科学研究,提升极端天气气候事件的预报预警能力,联合多部门建立气象、水文、生态与数值预报及防控一体化的灾害预报预警系统,同时加强流域水资源的管理调配和有效利用,加强流域生态环境保护,制定科学合理的农业发展战略,推动黄河流域高质量发展。

黄克威,王根绪,宋春林,俞祁浩[2](2021)在《基于LSTM的青藏高原冻土区典型小流域径流模拟及预测》文中指出冻土覆盖率高的小流域的径流形成受温度因素控制明显,普通水文模型不适用,而常规冻土水文模型因需要较多的气象观测要素而难以应用。考虑冻土流域产流机制,利用青藏高原腹地风火山小流域2017—2018年逐日降水、气温、径流观测数据,以降水、气温为输入,径流为输出,基于长短期记忆神经网络(LSTM)建立了适用于小流域尺度的冻土水文模型,并利用2019年观测数据进行验证。模型得益于LSTM特殊的细胞状态和门结构能够学习、反映活动层冻融过程和土壤含水量变化,具有一定的冻土水文学意义,能很好地模拟冻土区径流过程。模型训练期R2、NSE均为0.93,RMSE为0.63m3·s-1,验证期R2、NSE分别为0.81、0.77,RMSE为0.69m3·s-1。同时,为了验证模型可靠性,将模型应用于邻近的沱沱河流域,模型训练期(1990—2009年)R2、NSE均为0.73,验证期(2010—2019年)R2、NSE分别为0.66、0.64,模拟结果较好。考虑到未来气候变化,通过模型对风火山流域径流进行了预测:降水每增加10%,年径流增加约12%;气温每升高0.5℃,年径流增加约1%;春季融化期、秋季冻结期径流增幅明显,而由于蒸发加剧、活动层加深,径流在8月出现了减少。模型经训练后依靠降水、气温作为输入能较好地模拟、预测青藏高原冻土区小流域径流,为缺少土壤温度、水分等观测数据的冻土小流域径流研究提供了一种简单有效并具有一定物理意义的方法。

贾诗超,张廷军,范成彦,刘琳,邵婉婉[3](2021)在《InSAR技术多年冻土研究进展》文中研究说明多年冻土随气候变暖逐渐发生退化,严重影响多年冻土区工程建设的稳定性,因此实时、准确地监测多年冻土变化迫在眉睫。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)作为一种新型对地观测技术,可以全天时、全天候的对多年冻土区地表进行大范围监测,成为一种有效的监测手段。主要介绍InSAR技术在多年冻土区近20年的研究进展与未来发展趋势。首先介绍了InSAR技术的基本原理和常用的SAR系统,然后基于InSAR技术的发展,概述了D-InSAR和时序InSAR技术在多年冻土区的应用,并对目前发展的冻融模型进行总结,分析了多年冻土区地表形变影响因素,最后展望未来InSAR技术在多年冻土监测中的发展趋势与面临的主要问题,以期为科研人员提供系统的应用介绍。

牛永振[4](2021)在《气候变化下那曲流域地下水位动态演变规律》文中提出青藏高原是我国重要的生态安全屏障,在维持水资源稳定和气候稳定方面扮演着重要的角色。随着气候变暖,冰川消融和土壤冻融作用对水分和能量时空演变产生了一定的影响,进而改变了水循环要素的时空分布特征。地下水作为青藏高原水循环的重要组成部分,气候变化下降水、温度、蒸发等水循环要素的变化势必对地下水系统产生一定的影响,从而进一步影响地下水文过程,因此气候变化下地下水位动态演变规律及其应对措施一直备受关注。本文选取怒江源区那曲流域为研究对象,开展地下水位野外监测实验,分析那曲流域现状地下水埋深特征;在搜集整理研究区地形地貌和水文地质资料的基础上,概化了那曲流域地下水系统的边界条件、含水层结构及其补给、径流、排泄条件,构建了水文地质概念模型和Visual MODFLOW地下水流数值模型,并进行识别和验证;最后对不同气候情景下那曲流域地下水位的动态变化规律进行预测,并提出针对性应对和适应策略。主要成果如下:(1)基于野外监测实验,分析了那曲流域现状地下水埋深时空变化特征。时间上,冻结过程期研究区浅层地下水埋深呈显着的上升趋势,为0.011m/d;完全冻结期,地下水埋深也呈增加趋势,但上升速率较冻结过程期小,为0.005m/d;融化过程期,地下水埋深开始波动减小,下降速率为0.002m/d;完全融化期,地下水埋深先呈迅速下降趋势,下降速率为0.016m/d,流域雨季结束后,又呈现上升趋势,上升速率为0.006m/d。(2)构建了那曲流域地下水流三维数值模拟模型,结合野外实测水位对模型进行识别验证,其中水位实测值与模拟值不超过0.6m的观测数据在80%以上。模拟期内地下水的总补给量为11.32亿m3/a,大气降水是研究区地下水最主要的补给来源,降雨入渗补给量为9.57亿m3/a,占地下水补给总量的84.54%;融雪补给为1.75亿m3/a,所占比例为15.46%;地下水排泄总量为9.96亿m3/a,主要以河道排泄为主,为9.13亿m3/a,约占总排泄量的91.6%;潜水蒸发排泄为0.81亿m3/a,占比为8.13%,模拟期内地下水处于正均衡状态。(3)预估了2021~2050年那曲流域地下水位演变趋势。以2020年为现状年,选取Nor ESM气候模式中RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种气候情景,对研究区2021~2050不同情景下降水、气温、蒸发的演变趋势进行预估,进而分析了不同气候情景下地下水位的动态变化过程。结果表明:不同情景下那曲流域降水呈减少趋势,气温和蒸发呈上升趋势;2021~2035年三种情景下地下水水位变幅分别为-9.01cm/a、-8.64cm/a和-7.98cm/a,2036~2050年水位下降速率有所减缓,分别为-8.73cm/a、-7.28cm/a和-7.54cm/a。成果补充了那曲流域水循环基础研究,对实现那曲流域水资源的高效利用有着重要的现实意义。

高会然[5](2021)在《基于遥感与数值模型的冻土监测与模拟方法体系研究》文中研究说明冻土作为冰冻圈的重要组成因素,对气候变化具有高度的敏感性和强烈的反馈作用。全球变暖的背景下,季节性冻土和多年冻土环境的变化已成为与区域环境和人类生产生活息息相关的重要问题。冻土时空分布动态信息的获取是进行寒区水文过程、气候以及生态环境、地质变化领域的重要基础研究内容,遥感对地观测和数值模拟技术是当前大空间尺度下冻土研究的重要手段。经过数十年的发展,冻土遥感监测与数值模型模拟研究均取得了重大进展,尤其在全球变化的背景下的冻土时空监测、水热过程机理、数值模拟等研究,无论在方法手段创新上,还是应用评估方面,均取得了许多重要成果。但是,目前冻土遥感监测与数值模拟等研究仍然处于不断探索之中,距离完善冻土及冻土水热过程的刻画与表达以及利用新技术手段进行系统性的寒区冻土研究尚有待进一步发展。例如,目前大多数冻土遥感监测研究缺乏对多类型冻土之间相互联系的考虑,无法形成完整统一的冻土分布遥感监测方法体系。在当前流域尺度分布式冻土过程模拟研究中,冻土水热过程数值模型的进展主要集中在模型集成上,由于其发展大多针对某一具体研究对象或目标,导致其在某一方面考虑的较为详细,而在冻土水热传输过程本身的描述上有所简化甚至略有欠缺。冻土水热过程数值模拟的不确定性一直是当前研究的一个关键问题,冻土遥感监测信息作为重要的冻土数据源,目前还未在冻土水热过程数值模拟中得到充分利用,两种冻土监测与模拟手段的耦合研究尚未发展。因此,本研究首先利用被动微波遥感数据,进行季节性冻土和多年冻土识别与监测的算法、方法和应用研究,然后基于水热耦合原理,建立分布式冻土水热传输过程数值模型FFIMS模型(Fully Distributed Frozen Soil Processes Integrated Modeling System);通过空间降尺度、数据融合等方法,联立冻土遥感监测方法和冻土过程数值模型两种技术手段,实现冻土时空监测与模拟综合方法体系的构建;最后通过构建冻土水文过程模块,耦合分布式流域过程模型ESSI-3模型,在我国东北地区典型流域进行方法体系的综合应用,主要得到以下研究结论:(1)提出一种利用土壤水分特征参数改进的DIA算法(Dual-index Algorithm),显着提高了基于被动微波遥感的地表土壤冻融状态判别准确率。在我国东北地区的地表土壤冻融判别研究中,改进的DIA算法平均判别准确率达到91.6%。利用本研究提出的基于地表冻融状态的多年冻土识别与监测方法,获取了研究区25 km格网尺度上的逐年的多年冻土空间分布序列,通过与现有的多年冻土区划图进行对比验证,证明了本研究提出的多年冻土监测与分类方法具有较为可靠的准确度(误差小于3%)。经过统计分析,发现我国东北地区多年冻土南界在研究期间(2002年至2017年)普遍北移约25 km~75 km,研究区内的多年冻土始终呈现退化的趋势。(2)利用频谱分析的方法,对中国典型的高纬度冻土区地表土壤冻结天数进行空间降尺度研究。研究结果表明,频谱降尺度图像既包含原始低分辨率图像的空间分布特征,又包含普通统计降尺度图像的部分空间分布细节,表明了频谱降尺度方法在地表土壤冻融状态遥感判别中应用的合理性;通过站点实测数据的精度验证和对比,发现通过频谱分析方法进行降尺度后,由于融合了高分辨率相位信息,降尺度结果的精度亦有显着提升,表明了频谱降尺度方法在地表土壤冻融状态遥感判别中应用的有效性。(3)FFIMS模型能够较好地刻画各个冻土过程水热参量的时间变化特征和空间分布规律。在冻土过程数值模型中融合冻土遥感反演信息,通过对比融合冻土遥感反演信息前后的冻土数值模拟结果和多变量、多角度的验证,发现遥感反演信息有效的引导和修正了模型模拟过程,明显提高了模拟结果的精度。耦合冻土过程的流域水文过程模型(ESSI-3模型)模拟结果表明,冻土水热过程对流域水文的影响几乎贯穿整个水循环过程,但是冻土水热过程影响的流域径流量对流域总径流的贡献率较小。但是,在季节性冻土发生融化的时期,冻土过程对水文径流的影响尤为明显,该时段的平均Nash效率系数从近乎为0提高到0.67,显着提高了水文径流的模拟精度,表明了在寒区流域水文过程模拟研究中考虑冻土过程影响的必要性。本研究在冻土遥感监测方法、冻土过程数值模拟等等关键科学问题和难点上重点突破,通过建立基于遥感和数值模型的冻土监测与模拟方法体系,以期显着提升寒区冻土过程及其与气候变化关系的研究能力,为区域生态环境安全、水资源安全、寒区工程建设与社会经济发展等一系列重大问题提供科技支撑。

高胖胖[6](2021)在《阿姆河流域径流变化分析与水资源优化配置》文中研究表明咸海水资源和生态问题已成为国际重要议题。阿姆河流域是咸海流域的重要组成部分,其水资源的变化会显着影响咸海水量。受持续增强的人类活动和日益剧烈的气候变化影响,阿姆河流域因水资源短缺造成的社会和生态环境问题日渐突出。评估气候变化和人类活动影响下流域未来可用水资源量和入咸海水量的变化趋势,开展流域水资源优化配置研究,对保障社会经济可持续发展和改善咸海生态环境具有重要意义。因此,本文利用机器学习、水文模型和系统优化方法,从径流变化分析和水资源优化配置两个角度开展了研究。具体内容包括:(1)针对全球气候模式与水文模型的尺度匹配问题,开发了贝叶斯最小二乘支持向量机降尺度方法,建立了大尺度大气环流因子与流域气象要素间的统计关系,预估了阿姆河流域上游未来2021-2100年的气候变化特征,为利用水文模型开展气候变化下的径流变化分析提供了技术支持。结果发现未来阿姆河流域上游的温度呈明显上升趋势,升温幅度依次为:最高温度>平均温度>最低温度,并且冬季和春季的温度上升幅度较夏季和秋季更显着;未来降水呈减少趋势,且春季降水的减少幅度最大。(2)建立了多气候情景下的 HBV(Hydrologiska Fyrans Vattenbalans)水文模型,分析了气候变化对阿姆河流域未来径流的影响。HBV模型能够有效表征复杂的冰川产流过程,结合多气候情景下的集合预测可以减少气候模式的异质性带来的不确定性,提高径流预测的准确性。结果发现多气候情景集合预测下阿姆河流域2021-2100年的径流呈减少趋势,季节变化上表现为春季径流增加,夏季径流减少。(3)耦合贝叶斯推断、最小二乘支持向量机和析因分析方法,开发了贝叶斯最小二乘支持向量机-析因分析方法,定量识别了影响阿姆河入咸海水量的关键人类活动、水文气象和生态因子及其间交互作用,多情景集合预测了 2020-2050年阿姆河入咸海水量的变化。结果发现上游来水量、乌兹别克斯坦农业用水、水库截留和蒸散发是入咸海水量变化的关键影响因子,其中上游来水量的贡献率最大,因子交互作用对入咸海水量变化的总贡献率为3.8%。162种情景集合预测的结果表明,若2050年末滴灌比例达到50%,水库蓄水降低至1960-1970年的平均值,阿姆河入咸海水量有望恢复至接近1970-1980年的平均水平。(4)耦合区间参数规划、De Novo规划和蒙特卡洛模拟技术,开发了基于蒙特卡洛模拟的区间De Novo规划方法。该方法不但能够有效处理区间不确定性、多目标和主观性问题,而且能在总资源约束限定的条件下对资源进行合理配置,实现系统的最优设计。将该方法应用于多目标资源规划算例研究,发现与传统区间多目标规划相比,它可以实现资源的充分利用和多目标的同时最优化。(5)结合开发的基于蒙特卡洛模拟的区间De Novo规划方法,构建了模拟与优化相结合的阿姆河流域水资源优化配置模型,集成气候变化下的径流预测和多情景集合模拟下的入咸海水量变化结果设置了 243种情景,探究了上游来水量、入咸海水量和灌溉效率的不同组合对水资源优化配置模式的影响,提出了多套水资源优化配置备选方案,为制定入咸海水量恢复和适应气候变化影响的水资源管理策略提供了支持。总之,本论文耦合多种气候情景、贝叶斯最小二乘支持向量机降尺度方法和HBV模型,实现了阿姆河流域未来径流的集合预测;开发了贝叶斯最小二乘支持向量机-析因分析方法,揭示了入咸海水量变化的关键驱动因子,多情景集合预测了未来入咸海水量的变化趋势;构建了基于蒙特卡洛模拟的区间De Novo规划方法的水资源优化配置模型,结合径流预测和入咸海水量模拟结果,探究了气候变化、咸海生态环境保护和灌溉效率对阿姆河流域水资源优化配置方案的影响,有助于决策者根据实际情况及时做出水资源分配方案调整,以应对持续变化的水资源问题。

李月[7](2021)在《基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究》文中进行了进一步梳理在全球变暖背景下,北方的高纬度地区是对气候变化响应的高度敏感区域。由于高纬度地区的碳源/汇问题对于气候变化的响应仍具有不确定性,利用模型刻画该区泥炭沼泽对全球气候变化的响应工作意义重大。大兴安岭地区位于中国的东北部,是亚欧大陆高纬冻土区向南最突出的部分,也是我国受气候变暖影响最为显着的冻土区之一。以研究大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳循环对气候变化的响应为目标,本研究基于生物地球化学模型(Coup Model),完成了以下研究内容:大兴安岭泥炭沼泽生长季碳交换的变化特征和影响因素分析;模型结构与参数的确定,生长季水分、热量运移和物质传输过程模拟;未来不同情景预测数据分析以及泥炭沼泽碳交换的长期变化模拟。获得的主要结论如下:(1)大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2016年和2019年生长季生态系统CO2净交换(NEE)和生态系统呼吸(ER)呈现出明显的季节规律,泥炭沼泽生态系统从大气中吸收CO2主要发生在6~8月,7月份呼吸作用强度表现最强。(2)大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2016年和2019年两年生长季热量和水分运移模拟结果表现为浅层模拟结果均较深层的模拟结果准确;NEE和ER模拟结果均较实测结果略低,融化深度则相对实测结果较深。(3)大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2021~2100年RCPs预测情景下,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5的平均气温分别达到了-2.68℃、-2.04℃和-0.19℃,相较过去60年平均气温(-4.17℃)分别增加了1.49℃、2.13℃和3.98℃;三种情景下未来80年生长季平均气温分别为11.60℃、12.31℃和13.82℃,较过去60年生长季平均气温(10.61℃)分别增加了0.99℃、1.70℃和3.21℃。未来情景模式下的降水呈现增加趋势,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5平均值分别为660.90 mm、674.82 mm和719.89 mm;RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下多年生长季平均降水量分别为529.98 mm、539.86mm和572.05 mm。(4)大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽2021~2100年RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下的多年平均湿度总体呈下降趋势,分别为85.67%、85.58%和85.10%。结合气温的变化,可初步推测大兴安岭多年冻土区环境将向暖干化趋势发展。(5)根据未来气候变化趋势预设了两种植被演替方案,两种方案的NEE、ER和GPP总体变化趋势相似。以2053年为分界点,受增温速率影响,RCP8.5的NEE出现降低趋势,ER和GPP快速升高;两种植被方案条件下NEE、ER和GPP的模拟结果均呈现显着性差异(p<0.01);在同等增温情景下,由于生态系统植被类型的改变,导致植物的光合作用、呼吸作用和土壤呼吸作用均会受到影响,方案二的NEE、ER和GPP的模拟结果均大于方案一。(6)使用方差分析方法对两种植被方案条件下的NEE和ER影响因素分析得出,RCP2.6、RCP6.0和RCP8.5情景下的两种方案的NEE、ER和GPP均受气温影响(p<0.1);特别是RCP2.6情景下的方案二ER和GPP仅受气温影响(p<0.1)。RCP2.6情景下的方案一的ER和GPP以及RCP8.5情景下的方案二的NEE和ER还受湿度影响(p<0.1)。此外,三种情景的两种方案中的NEE、ER和GPP在不同程度上还受降水和辐射影响。

赵悦[8](2021)在《长期气候变化下高温多年冻土融化渗透和地面沉降评估》文中进行了进一步梳理阿拉斯加温度变暖的速度高于美国其他地区,导致大部分地区的生长季节增加,积雪覆盖季节缩短。过去的研究发现,气候变暖和人为活动会导致多年冻土退化,对道路、机场和管道等已建成的基础设施造成广泛影响,并威胁其在寒冷地区的安全运行。在广泛存在的不稳定高温冻土区域,这类问题尤其严重。因此本研究试图评估气候变化对高温多年冻土热状态的影响以及其对基础设施的潜在影响。本文选取阿拉斯加Bethel区域的一条高速公路作为研究地点,该高速公路位于阿拉斯加西部高温冻土区。本研究利用气候模式比较项目第五阶段(CMIP5)的31个气候模型,对近地面气温的变化进行了预测。根据气温预测结果评估了空气冻融指数,设计空气冻融指数,并与历史空气冻融指数进行比较。同时选定了两个代表性土壤剖面(富冰和贫冰剖面),分别建立热模型,用于评估多年高温冻土的退化进程。热模型共包括三种温度情景(即平均、高温和低温)和两种不同的地面覆盖物(即沥青路面,苔原和植被路面)。通过热模型得出的预测数值,讨论了高温多年冻土融雪渗透和沉降对已建成的基础设施存在的潜在影响。气温预测结果显示出该区域温度呈上升趋势,从而导致融雪渗透值和沉降量稳步增加。热模型结果表明,高温多年冻土的融化渗透和沉降主要取决于气候变化,地表覆盖条件和热力学性质。富冰和贫冰剖面预测值之间将出现显着的差异性沉降,从而对已建基础设施(如地下公共设施、道路、建筑物和桥梁等)产生重大影响。

王芳,王天慈,白雁翎,刘扬[9](2021)在《大通河降雨径流关系演变与水资源衰减初步研究》文中认为大通河位于祁连山区,开发利用程度低,实测径流基本为天然径流,1956—2000年平均径流量28.95亿m3。在全球气候变暖的背景下,降雨-径流关系发生了明显的改变,以水文气象要素明显的分界点1997年进行分时段比较,汛前径流明显衰减,汛后上游径流明显增加,中下游径流有一定减少,年均水资源减少1.72亿m3。选择受冰川融水和冻土释水影响较小的中下游区间来水分析,得到蒸发增加减少径流深38 mm。基于上中游分阶段径流比较认为,枯季径流的增加来自冻结层下水的稳定释水,春季径流的减少由季节性冻土释水疏干和陆面蒸发增加导致,夏秋季径流的增加主要是冰川融水和冻结层上水转化成冻结层下水减少沼泽消耗所致。综合分析认为,随着气温的继续升高,冰川融水消失,冻结层上水进一步转化,伴随着源头沼泽的消失,冻结层下水的增加对蒸发增加引起的水资源衰减有所缓减。

陈永萍[10](2021)在《横断山区西北部冻土退化对地质灾害的影响》文中研究说明冻土是冰冻圈中重要的组成部分之一,随着全球气候的不断变暖,冻土发生了活动层增加、多年冻土地温升高、多年冻土层局部消失、面积减少等退化形式。而冻土退化会破坏原有的区域系统平衡,对区域孕灾环境、生态、社会生产活动等带来不同的影响。冻土退化会造成斜坡失稳,并在高山地区形成大量冰湖,从而导致滑坡、泥石流、冰湖溃决等灾害事件发生,危及山区周围生态系统可持续发展和人类生产生活安全,以及高寒区交通运输、农业生产、基础设施。横断山区西北部地处青藏高原东南缘,区内分布着中低纬度的高海拔冻土,该区域又属于典型的高山峡谷区,地形地貌破碎复杂,地质灾害频发,随着气候不断变暖,区域内多年冻土不断退化,冻土环境不断被改变,会进一步诱发地质灾害,危及区域安全发展。本文通过程国栋等提出的高程-响应模型模拟了研究区1950s、1960s、1970s、1980s、1990s、2000s和2010s的7期空间分辨率为1km的冻土分布数据,利用现有冻土数据对模拟结果进行验证,并分析冻土时空变化和退化状况,结合野外考察收集的地质灾害点数据,进一步分析冻土退化对地质灾害的影响,得出如下结论:(1)通过高程-响应模型得到1950s至2010s的冻土分布模拟数据,且对结果进行验证发现,模拟结果是可信的。从多年冻土分布面积来看,1950s至2010s多年冻土面积分别为5.2908×104km2、5.2768×104km2、5.2756×104km2、5.2628×104km2、5.2610×104km2、5.2480×104km2和5.2386×104km2,随着研究区气候的变暖,多年冻土分布面积不断退化。(2)从时间来看和多年冻土减少总量来看,多年冻土退化面积从多至少的阶段依次为1950s~1960s>1990s~2000s>1970s~1980s>2000s~2010s>1980s~1990s>1960s~1970s,冻土分布退化面积最多的是0.0140×104 km2,退化部分主要分布于多年冻土与季节冻土的过渡带;从冻土空间分布来看,“固有多年冻土区”连续大片分布于研究区西北部和东北部区域,零散和不连续分布于中部和南部地区;“固有季节冻土区”空间分布上自南向北逐渐减少,虽有所增加,但在空间上分布变化细微;各相邻年代多年冻土均在减少;“多年冻土减少区”主要分布于多年冻土分布区与季节冻土分布区的过渡带;除1990s~2000s、2000s~2010s外,其余相邻年代间多年冻土少量增加,“多年冻土增加区”则主要分布于巴塘县。(3)通过重心转移模型研究多年冻土重心空间转移和地质灾害重心空间转移发现,自1950s至2010s,研究区多年冻土重心总体向南偏西75°方向移动了691.22m;而地质灾害重心总体上则向北偏东83°移动了259.37km,冻土退化的方向与地质灾害增加的方向基本一致。对不同冻土类型区的地质灾害空间分布进行分析发现,除崩塌外,各类地质灾害在多年冻土区、岛状冻土区和季节冻土区中的数量不断增加;三个不同冻土类型区中地质灾害总数量分别为1430、2044和3087处,随着冻土稳定程度的下降,地质灾害数量不断增加。(4)通过相关性分析对1950s至2010s多年冻土分布面积与滑坡、泥石流、崩塌数量进行分析,发现各年代多年冻土分布面积与崩塌、滑坡和泥石流数量呈显着负相关,相关系数分别为0.828、0.860和0.836,即,随着多年冻土分布面积的不断减少,各类地质灾害数量呈现增加的趋势;从空间分布来看,地质灾害从南向北逐渐增加,从东向西逐渐增加,地质灾害空间上的增加方向与多年冻土退化方向基本相同。此外,研究区多民族集聚,灾害风险高,应从多方面加强冻土退化治理及地质灾害防灾减灾工作。

二、Permafrost on the Qinghai-tibet Plateau under a Changing Climate(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Permafrost on the Qinghai-tibet Plateau under a Changing Climate(论文提纲范文)

(1)黄河流域气候变化研究综述(论文提纲范文)

0 引言
1 黄河流域气候变化特征
    1.1 黄河流域地理区域
    1.2 黄河流域气温和降水变化
    1.3 黄河流域极端气候变化
    1.4 黄河流域蒸散变化
2 气候变化对黄河流域的影响
    2.1 对流域水资源的影响
    2.2 对流域生态环境的影响
    2.3 对流域农业的影响
    2.4 对流域文物的影响
3 黄河流域气候变化归因分析
    3.1 外强迫信号对黄河流域气候变化产生影响
        3.1.1 大气环流异常的影响
        3.1.2 海温的影响
        3.1.3 青藏高原的影响
    3.2 人类活动对黄河流域气候产生影响
4 未来气候变化趋势及应对举措
    4.1 未来气候变化趋势
    4.2 应对气候变化的举措
        4.2.1 提高黄河流域气象灾害的预报预警能力
        4.2.2 加强流域水资源的管理调配和有效利用
        4.2.3 加强流域生态环境保护,严守生态红线
5 结论

(2)基于LSTM的青藏高原冻土区典型小流域径流模拟及预测(论文提纲范文)

0 引言
1 研究区概况
2 研究方法
    2.1 基于LSTM的冻土水文模型
    2.2 模型评价指标
3 结果与分析
    3.1 模型训练与验证
    3.2 不同气候变化情景下径流的模拟
4 讨论
    4.1 LSTM模型的冻土水文学意义
    4.2 气温升高对冻土区径流过程的影响
5 结论

(3)InSAR技术多年冻土研究进展(论文提纲范文)

1 引言
2 In SAR技术原理及现状
    2.1 合成孔径雷达干涉测量原理
    2.2 SAR系统的发展现状
3 In SAR多年冻土中的应用
    3.1 In SAR技术的发展
    3.2 D-In SAR在多年冻土区研究进展
    3.3 MT-In SAR在多年冻土区研究进展
4 多年冻土区冻融模型研究进展
    4.1 地表形变反演模型
        (1)三次方形变模型
        (2)周期形变模型
        (3)分段Stefan冻土形变模型
        (4)顾及环境因子的冻土形变模型
        (5)基于冻土融化过程的形变模型
        (6)分段高程形变模型
    4.2 活动层厚度反演模型
        (1) Liu模型
        (2) Zhao模型
        (3) Li模型
    4.3 多年冻土区地表形变影响因素
5 In SAR技术在多年冻土区的发展与挑战
    5.1 长时间序列监测
    5.2 大尺度形变监测
    5.3 地表形变监测仪发展
    5.4 冻融模型发展
6 结语

(4)气候变化下那曲流域地下水位动态演变规律(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 地下水数值模拟方法
        1.2.2 气候变化下地下水演变研究
        1.2.3 青藏高原地下水研究
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 创新点
第2章 研究区概况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地形地貌
        2.1.3 土壤植被
        2.1.4 气象水文
        2.1.5 河流水系
    2.2 社会经济概况
    2.3 水资源开发利用现状
    2.4 本章小结
第3章 地下水位监测实验及现状分布特征
    3.1 区域水文地质条件
        3.1.1 地层
        3.1.2 地质构造
        3.1.3 地下水类型
        3.1.4 地下水补径排条件
        3.1.5 地质灾害
    3.2 地下水问题剖析及实验布设
        3.2.1 流域地下水问题剖析
        3.2.2 地下水监测仪器布设
    3.3 地下水埋深的动态变化
        3.3.1 地下水埋深的月动态变化
        3.3.2 地下水埋深的日动态变化
        3.3.3 地下水埋深的空间动态变化
    3.4 本章小结
第4章 地下水流数值模型
    4.1 水文地质概念模型
        4.1.1 研究区范围确定
        4.1.2 含水层结构概化
        4.1.3 研究区边界的概化
    4.2 地下水数学模型构建及求解
        4.2.1 地下水数学模型的建立
        4.2.2 地下水数学模型的求解软件
        4.2.3 网格剖分
        4.2.4 模拟时间与初始水头
        4.2.5 水文地质参数确定
        4.2.6 源汇项确定及计算方法
    4.3 模型校验
        4.3.1 模型校验原则
        4.3.2 模型校验结果
        4.3.3 区域水均衡
    4.4 本章小结
第5章 流域地下水未来发展趋势预估
    5.1 气候模式和气候情景
    5.2 不同情景下流域地下水演变规律预估
        5.2.1 不同情景下流域降水量预估
        5.2.2 不同情景下流域气温的预估
        5.2.3 不同情景下流域蒸发的预估
        5.2.4 不同情景下流域地下水位的演变规律
        5.2.5 气候变化下地下水合理用与涵养的对策
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
致谢
作者简介

(5)基于遥感与数值模型的冻土监测与模拟方法体系研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 全球变化与冻土变化研究现状
        1.2.2 冻土遥感监测研究现状
        1.2.3 冻土水热传输过程与数值模拟研究现状
    1.3 现有研究的趋势与不足
第2章 科学问题与研究内容
    2.1 科学问题
    2.2 研究思路
    2.3 研究内容
    2.4 研究区概况
    2.5 数据来源
        2.5.1 被动微波遥感数据
        2.5.2 MODIS遥感数据产品
        2.5.3 土壤温湿度监测数据
        2.5.4 气象观测数据
        2.5.5 下垫面参数数据
        2.5.6 多年冻土区划图
第3章 基于被动微波遥感的地表冻融状态判别研究
    3.1 研究背景
    3.2 地表冻融状态判别方法
        3.2.1 原始DIA算法及其不足之处
        3.2.2 土壤水分特征指标(LVSM)提取
        3.2.3 利用LVSM指标对DIA算法的改进
    3.3 改进DIA算法的判别结果及精度验证
    3.4 改进的DIA算法在东北地区的应用
        3.4.1 东北地区地表土壤冻融状态判别结果
        3.4.2 地表土壤冻融循环对气候变化的响应
    3.5 本章小结
第4章 多年冻土空间分布遥感反演与分类研究
    4.1 研究背景
    4.2 多年冻土空间分布遥感监测与分类方法
        4.2.1 冻结指数方法及其适用性改进
        4.2.2 多年冻土热学稳定性分区方法
    4.3 东北地区多年冻土识别与分类结果
        4.3.1 东北地区多年冻土识别结果
        4.3.2 东北地区多年冻土分类结果
    4.4 本章小结
第5章 基于频谱分析的冻土指标空间降尺度研究
    5.1 研究背景
    5.2 基于频谱分析的空间降尺度研究方法
        5.2.1 基于频谱分析的空间降尺度方法
        5.2.2 用于获取高分辨率相位的GWR方法
    5.3 基于频谱分析的空间降尺度结果与分析
        5.3.1 用于频谱分析的地表土壤冻融信息
        5.3.2 冻结天数指标的频率域特征
        5.3.3 频谱降尺度结果与讨论
    5.4 本章小结
第6章 分布式冻土水热传输过程数值模型研发
    6.1 冻土水热传输过程与水热耦合原理
    6.2 冻土水热过程数值模型的建立
        6.2.1 冻土系统的大气边界条件
        6.2.2 冻土系统的能量传递理论
        6.2.3 冻土系统的水分迁移理论
    6.3 FFIMS模型的求解
        6.3.1 模型结构框架与运行流程
        6.3.2 模型参数配置与输入输出
    6.4 FFIMS模型在研究区的应用
        6.4.1 FFIMS模型的应用示范区概况
        6.4.2 模型输入数据与预处理
        6.4.3 冻土水热过程数值模型模拟结果
    6.5 本章小结
第7章 融合遥感监测信息的冻土水热过程模拟研究
    7.1 冻土遥感监测信息与FFIMS模型的融合
        7.1.1 DIA算法与FFIMS模型的融合方法
        7.1.2 模拟结果与对比验证
    7.2 融合遥感监测信息的FFIMS模型在东北地区的模拟与验证
        7.2.1 地表温度模拟精度验证
        7.2.2 积雪模拟精度验证
        7.2.3 实际蒸散发模拟精度验证
    7.3 气候变化背景下东北地区冻土变化响应分析
        7.3.1 冻土水热参量时空演变特征分析方法
        7.3.2 冻土水热参量时空演变特征分析结果
    7.4 本章小结
第8章 FFIMS模型在流域水文过程模拟中的应用研究
    8.1 空间分布式流域水文过程模型——ESSI-3 模型
        8.1.1 ESSI-3 模型的发展历程
        8.1.2 ESSI-3 模型水文过程的参数化方法
    8.2 FFIMS模型与ESSI-3 模型的耦合方案
        8.2.1 冻土水文过程原理
        8.2.2 冻土水热过程与ESSI-3 模型的耦合方案
    8.3 耦合冻土过程的流域水文过程模拟研究
        8.3.1 ESSI-3 模型输入数据预处理
        8.3.2 ESSI-3 模型率定与验证
        8.3.3 耦合冻土过程的流域水文过程模拟
    8.4 本章小结
第9章 结论与展望
    9.1 主要研究结论
    9.2 主要创新点
    9.3 进一步研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(6)阿姆河流域径流变化分析与水资源优化配置(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究内容
    1.4 论文结构
第二章 文献综述
    2.1 径流变化分析
        2.1.1 气候变化下的径流预测
        2.1.2 多要素影响下的径流变化分析
    2.2 流域水资源优化配置
        2.2.1 多目标水资源优化配置
        2.2.2 气候变化下的水资源优化配置
    2.3 咸海流域相关研究
    2.4 本章小结
第三章 阿姆河流域径流变化分析
    3.1 BLSVM降尺度方法用于阿姆河流域上游未来气候变化预估
        3.1.1 BLSVM降尺度模型的建立
        3.1.2 阿姆河流域上游概况
        3.1.3 结果分析与讨论
        3.1.4 主要结论
    3.2 耦合多气候情景的HBV模型分析阿姆河流域径流变化
        3.2.1 MGCM-HBV模型建立
        3.2.2 问题阐述
        3.2.3 结果分析与讨论
        3.2.4 主要结论
    3.3 阿姆河入咸海水量变化分析
        3.3.1 BLSVM-FA模型的建立
        3.3.2 阿姆河流域概况
        3.3.3 结果分析与讨论
        3.3.4 主要结论
    3.4 本章小结
第四章 阿姆河流域水资源优化配置
    4.1 基于蒙特卡洛模拟的区间De Novo规划方法
        4.1.1 MC-IDP方法的建立
        4.1.2 算例分析
        4.1.3 结果分析与讨论
        4.1.4 主要结论
    4.2 基于MC-IDP方法的阿姆河流域水资源优化配置
        4.2.1 研究区域概况
        4.2.2 基于MC-IDP方法的水资源优化配置模型构建
        4.2.3 结果分析与讨论
        4.2.4 主要结论
        4.2.5 符号列表
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 贡献与创新
    5.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介

(7)基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究进展
    1.4 研究内容
    1.5 技术路线
    1.6 创新点
第2章 研究区域概况
    2.1 地理概况
    2.2 地质地貌
    2.3 气候表现
    2.4 土壤特征
    2.5 植被类型
第3章 生长季碳交换变化特征及影响因素分析
    3.1 环境因子变化特征
    3.2 生态系统CO_2净交换(NEE)变化特征及影响因素分析
    3.3 生态系统呼吸作用(ER)变化特征及影响因素分析
    3.4 小结
第4章 泥炭沼泽主要环境要素和碳交换模拟
    4.1 模型关键过程描述
    4.2 模型结构设置
    4.3 相关参数选取
    4.4 模拟结果分析
    4.5 小结
第5章 基于过程模型的碳交换模拟预测和环境要素分析
    5.1 大兴安岭地区过去气候变化特征
    5.2 CMIP5未来气候模式
    5.3 大兴安岭地区未来气候变化特征
    5.4 增温模式下的碳交换模拟结果与差异性分析
    5.5 影响生态系统碳交换的环境要素分析
    5.6 小结
第6章 研究结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究不足及展望
参考文献
作者简介及在学习期间所取得的科研成果
致谢

(8)长期气候变化下高温多年冻土融化渗透和地面沉降评估(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的
    1.3 研究方法
    1.4 研究现状
    1.5 技术路线图
第2章 文献综述
    2.1 多年冻土的定义及阿拉斯加冻土的分布
    2.2 阿拉斯加气候变暖
    2.3 气候变暖对冻土的影响
        2.3.1 地表变化
        2.3.2 冻土暖化
        2.3.3 冻土退化
    2.4 冻土融化对基础设施的影响
第3章 研究区和气候分析
    3.1 研究区概况
    3.2 历史气候分析
        3.2.1 温度
        3.2.2 降水
        3.2.3 风速
    3.3 气候预测
        3.3.1 CMIP5 模型
        3.3.2 典型浓度路径
        3.3.3 近地表空气温度预测
        3.3.4 历史和预测冻融指数
        3.3.5 设计冻融指数
    3.4 小结
第4章 土壤剖面性质及热模型模拟
    4.1 土壤剖面
    4.2 热力学参数
        4.2.1 导热系数
        4.2.2 容积热容量
        4.2.3 热扩散系数
    4.3 N-factors
    4.4 Temp/W模型
        4.4.1 模型设置
        4.4.2 数据输出
    4.5 模型校验
    4.6 小结
第5章 融化渗透及地面沉降的预测与评估
    5.1 融化渗透
        5.1.1 富冰剖面的融化渗透
        5.1.2 贫冰剖面的融化渗透
        5.1.3 不同地表条件和土壤剖面下融化渗透的比较
    5.2 融化应变预测
    5.3 融化沉降
        5.3.1 富冰剖面的融化沉降
        5.3.2 贫冰剖面的融化沉降
        5.3.3 富冰剖面和贫冰剖面融化沉降的比较
    5.4 对基础设施的潜在影响
    5.5 小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文

(9)大通河降雨径流关系演变与水资源衰减初步研究(论文提纲范文)

1 研究背景
2 数据来源
    2.1 研究区概况
    2.2 数据来源
3 结果分析
    3.1 水文气象要素演变
        3.1.1 气温变化
        3.1.2 降水变化
        3.1.3 径流的年季变化趋势
    3.2 降雨-径流关系演变
    3.3 基于水文站天然径流分析流域总径流量变化
    3.4 基于中下游区间来水分析陆域蒸发变化
    3.5 基于上中游站降雨径流关系演变分析冻土释水与冰川融水变化
        3.5.1 从枯季径流变化分析冻结层下水变化量
        3.5.2 从尕日得站春季4—6月径流减少分析冻结层上水的变化量
        3.5.3 从尕日得夏秋季7—10月径流变化分析上游冰川融水变化量和冻结层上层下水转化量
        3.5.4 从尕日得到尕大滩区间夏秋季7—10月径流变化分析两站区间冰川融水变化量
    3.6 水资源衰减初步分析
4 结论
5 建议

(10)横断山区西北部冻土退化对地质灾害的影响(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究进展
        1.2.1 地质灾害研究进展
        1.2.2 冻土退化及其影响研究进展
    1.3 拟解决的关键问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究目标与内容
        1.4.2 技术路线
第二章 研究区概况
    2.1 研究区地理位置与地形地貌
    2.2 地质构造与地层岩性
    2.3 气候及植被特征
    2.4 社会经济特征
第三章 数据和方法
    3.1 数据来源及预处理
        3.1.1 气温数据
        3.1.2 数字高程模型(DEM)数据
        3.1.3 经纬度数据
        3.1.4 气温垂直递减率数据(VLRT)
        3.1.5 冻土分布模拟的验证数据
        3.1.6 地质灾害点数据
    3.2 方法
        3.2.1 多元线性回归
        3.2.2 响应模型
        3.2.3 重心转移模型
        3.2.4 相关性分析
第四章 横断山区西北部较高分辨率冻土分布模拟和验证
    4.1 模拟结果
    4.2 结果验证
    4.3 横断山区西北部冻土分布时空特征
        4.3.1 横断山区西北部冻土分布时间变化特征
        4.3.2 横断山区西北部冻土分布空间变化特征
    4.4 本章小结
第五章 横断山区冻土退化与地质灾害数量的关系
    5.1 横断山区西北部冻土退化状况分析
    5.2 横断山区西北部不同冻土区地质灾害分异规律
        5.2.1 多年冻土区地质灾害分异规律
        5.2.2 岛状冻土区地质灾害分异规律
        5.2.3 季节冻土区地质灾害分异规律
    5.3 冻土退化面积与地质灾害数量的相关性分析
        5.3.1 冻土退化面积与崩塌的相关性
        5.3.2 冻土退化面积与滑坡的相关性
        5.3.3 冻土退化面积与泥石流的相关性
    5.4 冻土退化背景下地质灾害防治建议
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 存在的不足
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简介

四、Permafrost on the Qinghai-tibet Plateau under a Changing Climate(论文参考文献)

  • [1]黄河流域气候变化研究综述[J]. 王有恒,谭丹,韩兰英,李丹华,王鑫,卢国阳,林婧婧. 中国沙漠, 2021(04)
  • [2]基于LSTM的青藏高原冻土区典型小流域径流模拟及预测[J]. 黄克威,王根绪,宋春林,俞祁浩. 冰川冻土, 2021(04)
  • [3]InSAR技术多年冻土研究进展[J]. 贾诗超,张廷军,范成彦,刘琳,邵婉婉. 地球科学进展, 2021(07)
  • [4]气候变化下那曲流域地下水位动态演变规律[D]. 牛永振. 河北工程大学, 2021(08)
  • [5]基于遥感与数值模型的冻土监测与模拟方法体系研究[D]. 高会然. 中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院), 2021(01)
  • [6]阿姆河流域径流变化分析与水资源优化配置[D]. 高胖胖. 华北电力大学(北京), 2021
  • [7]基于CoupModel模型的大兴安岭多年冻土区泥炭沼泽碳交换模拟研究[D]. 李月. 吉林大学, 2021(01)
  • [8]长期气候变化下高温多年冻土融化渗透和地面沉降评估[D]. 赵悦. 黑龙江大学, 2021(09)
  • [9]大通河降雨径流关系演变与水资源衰减初步研究[J]. 王芳,王天慈,白雁翎,刘扬. 中国水利水电科学研究院学报, 2021(04)
  • [10]横断山区西北部冻土退化对地质灾害的影响[D]. 陈永萍. 青海师范大学, 2021

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气候变化下的青藏高原多年冻土
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