高山区雪堆储雪的实验和模拟计算     

王兴  王飞腾  任贾文  秦大河 《冰川冻土》2021,43(6):1617-1627

随着全球气候变暖,滑雪运动呈现出对气候变化高度的敏感性和依赖性,各地滑雪季将不同程度地缩短。储雪作为一种应对气候变化的方法在雪务保障中逐渐得到研究和应用。在新疆阿勒泰地区吉木乃县开展储雪实验,应用谐波反应法研究了雪堆融化量与外界空气温度、太阳辐射和绝热保温结构热学性能之间的定量关系。实验中,覆盖两层绝热保温材料雪堆1的平均融化量为18.0 kg·d^-1（相当于初始质量的0.85%）,未覆盖绝热保温材料雪堆2的平均融化量为120.8 kg·d^-1（相当于初始质量的6.67%）。模拟期间观测到的雪堆1质量减少了1 438.0 kg,对应的模拟值为1 520.8 kg。谐波反应法可以为评价绝热保温结构的热学性能和提前确定储雪量提供重要的参考依据。由于许多物理过程都未考虑,导致模拟的雪堆融化量与实际融化量之间存在不确定性。雪堆所用绝热保温结构的性能可以用反射率、总传热系数、衰减度和延迟时间来衡量。  相似文献   

积雪变化对中国森林凋落物分解影响研究进展     

张鹏  孙鸿儒  贾丙瑞 《冰川冻土》2021,43(6):1840-1847

森林凋落物的分解对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有重要意义,并受到不同积雪厚度下冻融格局的影响。冻融期（包括冻结过程期、完全冻结期、融化过程期）是冻土区凋落物分解的重要时期,该时期分解的凋落物量约占全年分解总量的一半。积雪减少通常会导致土壤温度降低、冻融循环次数增加,进而影响凋落物分解。通过综述近10年来积雪变化对我国森林凋落物分解影响的研究成果发现,积雪厚度减少在冻融期通常会抑制凋落物质量损失、碳元素释放和纤维素降解,生长季则起到促进作用,从全年来看多数表现为抑制作用。因此,冻融作用造成凋落物的物理破坏,对其分解的促进作用主要发生在后续生长季。积雪厚度减少在冻融期通常抑制氮元素释放,生长季和全年则无明显规律;磷元素和木质素目前研究还存在很大差异。最后,进一步阐述了积雪变化对凋落物分解影响研究存在的问题及未来研究发展方向。  相似文献   

1961—2017年新疆积雪期时空变化特征及其与气象因子的关系   总被引：2，自引：2，他引：0  

王慧  王梅霞  王胜利  余行杰 《冰川冻土》2021,43(1):61-69

利用新疆89个地面站逐日积雪深度观测资料,研究探讨了1961—2017年新疆区域积雪期、积雪初日、积雪终日的时空变化规律,分析了北疆和天山山区积雪期的年代际和周期变化特征及其与气温、降水的关系。结果表明：新疆各地积雪期、积雪初日和终日存在明显的差异,积雪期以天山为界北多南少;从空间分布看,天山山区和新疆北部阿勒泰、塔城和伊犁河谷的大部地区是新疆积雪最丰富的地区,也是积雪期相对较长的区域。近57年来,北疆和天山山区78%气象站积雪期呈减少趋势,其中塔城地区和阿勒泰东部以及中天山一带的部分地区减少显著;67%气象站积雪初日推迟,显著推迟区域与积雪期显著减少的区域基本一致;积雪终日变化趋势不明显。北疆和天山山区积雪期存在2~3 a的短周期、14~15 a的长周期;积雪初日分别以12 a、15 a长周期振荡为主,但3~5 a短周期振荡出现的时段有所差异,两个区域积雪终日周期信号均较弱。北疆和天山山区积雪期、积雪初日和终日受气温的影响大于降水,其中积雪初日、终日出现的早晚与其所处季节的平均气温显著相关。  相似文献   

东北地区冬半年积雪与气温对冻土的影响   总被引：3，自引：3，他引：0  

周晓宇  赵春雨  李娜  刘鸣彦  崔妍  敖雪 《冰川冻土》2021,43(4):1027-1039

利用东北地区121个气象站逐日冻土深度、积雪深度、平均气温、地表平均气温及降水量数据,分析了1964—2017年冬半年冻土的变化特征及气象要素对冻土的影响。结果表明：东北地区积雪深度、平均气温、地表平均气温与冻土深度相关系数较高,降水量相关性不大。20世纪60年代平均气温、地表平均气温及负积温最低,最大冻土深度为历年代最深;随着气候变暖,最大冻土深度以6.15 cm?（10a）^-1的速率显著减小。冬半年平均最大冻土深度为123 cm,呈显著纬向分布,自辽东半岛向大兴安岭北部递增;随纬度和海拔高度的增加,平均气温和地表平均气温降低,负积温增加,且由北向南地气温差增大。最大冻土深度全区有90%以上的站点减少,减少速率以0.1~10 cm?（10a）^-1为主。冻土持续时间随纬度升高而增加,月最大冻土深度和积雪深度最大值分别出现在3月和1月,最大冻土深度的增加要滞后于积雪深度的增加。由于积雪对地温的保温作用,积雪深度较浅时,冻土深度增加较明显,随着积雪深度的增加,冻土深度变化较小,积雪对冻土起到了保温的作用。对于高纬度地区站点,30 cm左右为积雪的保温界限值;对于沿海站点,积雪保温的界限值在5 cm左右;在相同地形下,冻土深度较浅区域积雪的保温值因海拔高度、气候特点而异。最大冻土深度对地表平均气温升温的响应更为显著,地表平均气温和平均气温每升高1 ℃,最大冻土深度将减小8.4 cm和10.6 cm,负积温每减少100 ℃?d,最大冻土深度减少4.9 cm。  相似文献   

一次江淮气旋暴雪的积雪特征及气象影响因子分析   总被引：4，自引：4，他引：0       下载免费PDF全文

杨成芳  刘畅 《气象》2019,45(2):191-202

利用自动站、人工加密观测及常规观测资料,通过对2017年2月21—22日一次江淮气旋暴雪过程积雪特征的分析,揭示了近地面气象要素对积雪深度的复杂影响。结果表明:(1)江淮气旋系统特有的空间结构导致山东南、北地区的降雪量和积雪深度不均衡分布。(2)积雪深度具有时效性,在降雪结束时达到峰值,因温度的变化导致峰值不一定维持到次日08时。(3)积雪深度是近地面多气象要素共同作用的结果,降水相态、降雪量、降雪强度、气温、地温和风速均有影响。主要表现为:雨夹雪在转为纯雪之前可产生不超过1 cm的积雪,如果不转雪则不会产生有量积雪;各地降雪含水比差异较大,全省平均为0. 5 cm·mm~(-1),低于全国平均值;在降雪不融化的情况下,降雪量、降雪强度越大则积雪越深,降雪强度大是气温和地温都高于0℃时产生积雪的必要条件;地温和气温越低对积雪形成越有利,积雪开始产生时的地温最高阈值多在0℃左右,地温先突降后缓升是积雪产生前后的共性特征,积雪产生后1～2 h内地温略有上升并逐渐趋于稳定;积雪产生时气温一般低于0℃,气温高于0℃时大部分降雪融化;有利于产生积雪的平均风力多不超过2级,极大风则在3～4级以下。  相似文献   

我国中东部平原地区临界气温条件下降水相态判别分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈双  谌芸  何立富  郭云谦 《气象》2019,45(8):1037-1051

基于2001—2013年地面观测和探空资料,对地面气温位于0～2℃(以下称临界气温)我国降雪的时空分布及其与降雨的垂直热力特征进行了研究,引入了决策树判别方法对上述条件下雪和雨进行了判别分析,结果表明:临界气温下降雪出现频率总体高于降雨、雨夹雪出现频率,且在我国华北南部至江南北部的中东部地区分布较多,年均可达7.69～15.38站次;临界气温下,降水相态为雨或雪对应的平均温度廓线最大差异位于650 hPa附近,且地面气温较低时,平均温度差异更明显,平均湿度廓线差异则主要位于低层,且在地面气温较高时,平均湿度差异更明显;临界气温下,降水相态为雨时,地面上空存在暖层样本占比,较降水相态为雪时更高,且降雨时暖层主要位于中层,降雪时暖层则主要位于低层,降雨时其暖层强度显著大于降雪时暖层强度;在临界气温下雨雪判别分析中,地面气温能显著提升判别准确率,湿球温度能在一定程度上提升判别准确率,基于云顶温度、中层融化参数、低层湿球温度构建的决策树判别模型,判别准确率达到91.86%,能较好地解决临界气温下雨和雪的判别问题。  相似文献   

基于MODIS雪盖数据的北疆雪深多元非线性回归克里金插值     

许剑辉  舒红  李杨 《国土资源遥感》2015,(3)

为了提高北疆地区雪深时空分布监测的准确性,以该区域48个气象站点2006年12月—2007年1月的月平均雪深观测数据为基础,通过分析月均雪深空间自相关性及其与经纬度、高程的相关性,结合MODIS雪盖数据构建了多元非线性回归克里金插值方法,插值获得了北疆地区较高精度的雪深空间分布数据。将插值雪深数据与普通克里金插值法、考虑高程为辅助变量的协同克里金插值法的预测结果进行比较,结果表明:1相对普通克里金和协同克里金方法,多元非线性回归克里金法的12月份雪深预测精度分别提高了15.14%和9.54%,1月份的提高了4.8%和6.7%;2由于充分利用了经纬度和地形信息,多元非线性回归克里金法的雪深预测结果可提供更多细节信息;3预测结果客观地表达了雪深随经纬度和地形变化的趋势,反映了积雪深度的空间变异性;4基于不显著相关的协变量高程的协同克里金插值法预测的雪深数据精度劣于普通克里金插值法的预测结果。  相似文献   

The vertical influence of temperature and precipitation on snow cover variability in the Central Tianshan Mountains,Northwest China     

Senyao Wu  Xueliang Zhang  Jinkang Du  Xiaobing Zhou  Ye Tuo  Runjie Li  Zheng Duan 《水文研究》2019,33(12):1686-1697

Seasonal snow cover in mountainous regions will affect local climate and hydrology. In this study, we assessed the role of altitude in determining the relative importance of temperature and precipitation in snow cover variability in the Central Tianshan Mountains. The results show that: (a) in the study area, temperature has a greater influence on snow cover than precipitation during most of the time period studied and in most altitudes. (b) In the high elevation area, there is a threshold altitude of 3,900 ± 400 m, below which temperature is negatively correlated whereas precipitation is positively correlated to snow cover, and above which the situation is the opposite. Besides, this threshold altitude decreases from snow accumulated period to snow stable period and then increases from snowmelt period to snow‐free period. (c) Below 2,000 m, there is another threshold altitude of 1,400 ± 100 m during the snow stable period, below (above) which precipitation (temperature) is the main driver of snow cover.  相似文献   

Measured and modelled above‐ and below‐canopy turbulent fluxes for a snow‐dominated mountain forest using GEOtop     

Andrew T. Fullhart  Thijs J. Kelleners  Heather N. Speckman  Daniel Beverly  Brent E. Ewers  John M. Frank  William J. Massman 《水文研究》2019,33(18):2464-2480

  相似文献   

Snow model sensitivity analysis to understand spatial and temporal snow dynamics in a high‐elevation catchment          下载免费PDF全文

Michael Engel  Claudia Notarnicola  Stefano Endrizzi  Giacomo Bertoldi 《水文研究》2017,31(23):4151-4168

In this paper, we addressed a sensitivity analysis of the snow module of the GEOtop2.0 model at point and catchment scale in a small high‐elevation catchment in the Eastern Italian Alps (catchment size: 61 km²). Simulated snow depth and snow water equivalent at the point scale were compared with measured data at four locations from 2009 to 2013. At the catchment scale, simulated snow‐covered area (SCA) was compared with binary snow cover maps derived from moderate‐resolution imaging spectroradiometer (MODIS) and Landsat satellite imagery. Sensitivity analyses were used to assess the effect of different model parameterizations on model performance at both scales and the effect of different thresholds of simulated snow depth on the agreement with MODIS data. Our results at point scale indicated that modifying only the “snow correction factor” resulted in substantial improvements of the snow model and effectively compensated inaccurate winter precipitation by enhancing snow accumulation. SCA inaccuracies at catchment scale during accumulation and melt period were affected little by different snow depth thresholds when using calibrated winter precipitation from point scale. However, inaccuracies were strongly controlled by topographic characteristics and model parameterizations driving snow albedo (“snow ageing coefficient” and “extinction of snow albedo”) during accumulation and melt period. Although highest accuracies (overall accuracy = 1 in 86% of the catchment area) were observed during winter, lower accuracies (overall accuracy < 0.7) occurred during the early accumulation and melt period (in 29% and 23%, respectively), mostly present in areas with grassland and forest, slopes of 20–40°, areas exposed NW or areas with a topographic roughness index of ?0.25 to 0 m. These findings may give recommendations for defining more effective model parameterization strategies and guide future work, in which simulated and MODIS SCA may be combined to generate improved products for SCA monitoring in Alpine catchments.  相似文献