季节性积雪对祁连山多年冻土区活动层热状况的影响

由于积雪分布广、反照率高、融化潜热大，季节性积雪从程度和范围上都显著影响着多年冻土区的活动层冻融过程及其下部多年冻土的温度和水分特征，并通过活动层和多年冻土的水热变化进而影响到区域水文和生态过程。但是，受降雪时间、积雪厚度和导热系数的影响，季节性积雪对活动层的热状况往往表现出不同的影响过程和影响结果。目前，这方面的研究主要集中在高纬度地区，对中纬度地区关注较少。本项目拟选择地处中纬度的祁连山大通河源多年冻土区作为主要研究区，开展天然场地和除雪场地的活动层水热状况及积雪相关指标变化过程（积雪厚度、导热系数、表面温度和反照率）的两年连续观测，通过对比两个场地水热指标及积雪性质的变化，重点研究不同时期、不同厚度的积雪影响活动层热状况的机理，定量认识季节性积雪对活动层热收支的贡献，并建立适合该地区气候和降雪特点的活动层厚度计算模型，为完善多年冻土区的陆面过程模式、客观评价活动层的影响提供科学依据。

积雪具有表面高反射率、内部高热阻、热容量大、结构及性质多变的特征，对多年冻土尤其是活动层内的水分场、温度场具有重要影响。祁连山地处中纬度地区，具有太阳总辐射大、积雪厚度薄、积雪时间普遍较短的特点，积雪对该地区活动层的影响过程、机制和结果势必区别于高纬度地区。本项研究选取祁连山东部的江仓盆地（半湿润区）和西部的德令哈雅沙图盆地（半干旱区）这两个多年冻土区作为典型工作区，通过监测气温、降水、地表积雪厚度、表土热流、活动层温湿度以及深层地温，统计了近5年来两个场地的降雪次数、降雪厚度和积雪时间，分析了不同季节的降雪、典型积雪过程以及有无积雪对活动层内部短时和年度水热状况的影响。统计结果表明，江仓盆地2010年10月到2012年12月有27次显著降雪过程，单次最大降雪量12cm，累计降雪量244cm，平均年降雪量约95cm；同期，德令哈雅沙图盆地有18次显著降雪过程，单次积雪最长延续了两个月。从2013年初到2014年底，德令哈雅沙图盆地累计降雪50次，降雪厚度44cm，积雪日数108天，降雪总厚度显著小于江仓盆地。对气温、地表温度、浅层土壤热流的短时分析结果表明，在近5年内，无论是东部江仓半湿润区还是西部雅沙图半干旱区，不同季节的降雪显著增加了活动层的放热量，促进了活动层的降温和回冻，推迟了活动层的融化时间。年度分析表明，有无积雪对活动层的热量积累和深部地温影响较小，对水分场的影响较为显著。除雪场地内活动层的含水量不断减小，而天然场地基本稳定。