科研進(jìn)展
青藏高原積雪調(diào)控凍土與能量機(jī)制研究獲新進(jìn)展
青藏高原是全球最大的高海拔多年凍土區(qū)。與北極厚雪穩(wěn)定的格局不同，青藏高原以淺薄、短暫積雪為主，積雪通過(guò)反照率、導(dǎo)熱性與融雪潛熱調(diào)節(jié)地–氣熱量交換，進(jìn)而影響多年凍土穩(wěn)定與區(qū)域氣候。然而，淺雪主導(dǎo)機(jī)制長(zhǎng)期缺乏實(shí)地證據(jù)與定量框架。
中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院與南京信息工程大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)基于多年連續(xù)原位觀測(cè)，系統(tǒng)揭示了雪深的“門檻效應(yīng)”，在積雪–凍土–能量耦合研究方面取得新進(jìn)展。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雪深超過(guò)4.1 cm（唐古拉）與6.9 cm（西大灘）時(shí)，地表溫度振幅顯著收斂、保溫效應(yīng)確立；而在<2 cm的淺雪條件下，強(qiáng)反照率與融雪潛熱耗散導(dǎo)致地表冷卻強(qiáng)化。同時(shí)，地表凈輻射與土壤熱通量隨雪深呈非線性衰減并趨穩(wěn)。
據(jù)此研究提出了“四區(qū)間機(jī)制框架”，即裸地—薄雪（0–2 cm）—過(guò)渡雪（2–7 cm）—厚雪（>7 cm）。該框架刻畫了從強(qiáng)地–氣耦合的冷卻階段，跨越閾值進(jìn)入穩(wěn)定保溫階段的演變路徑，為淺雪主導(dǎo)區(qū)的雪–地相互作用提供了可操作的判據(jù)與參數(shù)化思路。
研究表明，在氣候變暖與積雪減少背景下，若忽視淺雪的冷卻效應(yīng)，可能系統(tǒng)性低估其對(duì)凍土降溫與能量通量調(diào)節(jié)強(qiáng)度。本研究將深度敏感、閾值感知的積雪過(guò)程納入寒區(qū)陸面與氣候模型，對(duì)提升凍土演變與極端事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性具有重要意義。
研究成果以Threshold-governed insulating and cooling effects of snow cover on alpine permafrost: evidence from the Qinghai–Tibet Plateau為題，發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊 Agricultural and Forest Meteorology 上。西北研究院肖瑤助理研究員為論文第一作者，胡國(guó)杰研究員與南京信息工程大學(xué)趙林教授為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青促會(huì)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2025.110802
積雪厚度與地表溫度響應(yīng)的閾值關(guān)系
不同雪深條件下反照率、凈輻射和土壤熱通量變化
雪深對(duì)地表能量通量的非線性影響及閾值效應(yīng)
積雪調(diào)控凍土與能量的機(jī)制框架
