天山大陆性气候雪崩活动对气候变化响应机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 郝建盛 |
| 答辩日期 | 2023-03 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 崔鹏 |
| 关键词 | 气候变化 积雪特性变化 雪崩活动变化 未来雪崩风险 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 雪崩具有突发性、难以预测性、破坏力巨大等特点，严重威胁山区交通道路、牧区、旅游区和矿区安全，经常造成基础设施破坏和人畜死伤，从而严重阻碍山区社会和经济的可持续发展。近年来，天山及其周边的亚洲高山区雪崩活动异常活跃，重大雪崩灾害事件频发，造成天山公路、新藏公路等国防民用交通干线、山区油气管道和电力干线等基础设施瘫痪和事故频发。随着社会的发展和资源的开发利用不断向山区拓展，暴露在雪崩风险之下的人口日趋增多。因此，雪崩风险预估成为区域灾害风险综合防控中亟需开展的工作。雪崩的活动受积雪特性、降雪和温度的直接影响。气候变化背景下积雪特性、降雪和温度都在发生剧烈变化，理论上雪崩发生类型和频率也随着气候变化显著变化。但是目前由于缺乏足够的积雪和雪崩活动观测数据，致使雪崩活动对气候变化响应机制难以阐明，造成难以对未来气候变化背景下雪崩活动趋势展开定量评估，从而极大限制了山区雪崩风险预估工作。明确未来气候变化背景下雪崩活动趋势将有助于山区基础设施的规划和雪崩灾害的防治。评估未来气候变化背景下雪崩活动趋势必须要解决如下科学问题：对于雪场温度梯度高、积雪发育变质显著的天山地区的大陆性气候，阐明干/湿雪崩发生频率和活跃时间对气候变化的响应机制。 基于以上问题，本研究通过收集天山典型大陆性气候区已有的气象、积雪和雪崩观测数据和重建填补缺失数据，分析气候、积雪物理特性和雪崩活动变化，解析气候变化对积雪物理特性变化的影响，以及变化的各积雪物理特性之间相互的影响，探明气候变化对积雪物理特性的调控机理；阐明气候变化背景下典型大陆性气候雪崩活动变化的特征，解析气候和积雪物理特性变化对不同类型雪崩发生频率和活跃时间的影响，系统阐明气候变化-积雪特性变化-雪崩活动变化动态变化链的过程，揭示雪崩活动对气候变化的响应机制，预测未来雪崩活动趋势。 研究的主要结论如下： 1） 在气温和湿度增加的气候背景下，积雪历时缩短，积雪消融时间提前，雪季平均积雪含水量增加。随着变暖条件下极端降雪量的增加，雪季的平均雪深、最大雪深和雪水当量峰值增加。积雪表面温度和积雪深度的增加导致积雪温度梯度的降低和积雪动力降低，从而限制了雪晶的变质作用。 2） 雪崩的发生概率由降雪、积雪深度、积雪含水率和土壤温湿度等多种因素共同控制，随着各种相关因素随时间的变化，在一个雪季（11月到3月）中雪崩发生概率呈现先增加-减小-增加-减小的动态变化。研究区50%的雪崩事件是由降雪诱发形成的，三天内超过14.6 mm的降雪可能触发约25%的降雪诱发雪崩灾害事件，三天内超过21.40 mm的降雪可能触发约50%的降雪诱发雪崩灾害事件。31%的雪崩事件是由温度剧增诱发引起的，该类发生在日平均气温在− °C和3 °C。 3） 在增温增湿情景下，积雪消融时间提前，雪季平均积雪含水量增加，积雪湿化，这造成气温诱发湿雪崩的活跃期提前和盛行；区域温度每升高1 º，湿雪崩活动时间提前约8天。此外，积雪持续时间的缩短、融雪时间的提前以及年积雪量的极端波动直接降低了滑雪和冬季旅游的效益，并对农业规划和生态植被的生长带来了明显的负面影响。随着变暖条件下极端降雪事件增加，雪季的平均雪深、最大雪深和雪水当量峰值增加，这造成降雪诱发雪崩的频率和规模的增加。 4） 1967–2100年研究区的气温和降水量显著上升，雪季降雪量和雪深呈现下降趋势。未来研究区的雪崩频率总体显著减少，并呈现先增后减的格局。于此同时，不同情境下温度剧增诱发的雪崩随着气温的逐渐升高活跃期不断提前，其中辐射强迫相对较高的SSP5-8.5情境下提前最为明显。 本研究为大陆性气候雪崩风险评估和雪崩防治奠定理论基础，而且将有助于更清晰认识气候变化对雪崩活动的影响，为全球气候变化下环境灾害研究提供帮助。研究也完善了大陆性气候下雪崩活动对气候变化响应的认识，直接服务于天山地区公路铁路规划选线，能源输送管道和旅游区等的规划和防护，从而减少雪崩灾害的威胁，支持灾害风险综合防控需求。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 121 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199905]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郝建盛. 天山大陆性气候雪崩活动对气候变化响应机制研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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