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内陆河高寒山区多年冻土活动层产流机制观测试验研究
项目编号40401012
陈仁升
项目主持机构中国科学院寒区旱区环境与工程研究所;中国科学院西北生态环境资源研究院
开始日期2005-01
结束日期2007-12
中文摘要【中文摘要】在全球变暖的背景下,冻土活动层变化将直接影响到高寒地区冻土水文过程的变更,从而影响内陆河流域山径流的多寡,但目前有关多年冻土活动层产流机理的研究在国内还几乎是空白。在借鉴国内外研究的基础上,应用一套综合环境自动观测系统及相应的配套试验,对典型内陆河高寒草甸区多年冻土冻融过程、冻土水文过程、冻土地区水量平衡进行观测试验,揭示高山草甸区能量和水分在大气-积雪-高山草甸-冻土-地下水系统之间的一维传输机理,探讨冻土活动层在流域产流、汇流过程中作用,建立冻土地区分布式水文模型。根据多期遥感资料及前人成果,探讨冻土活动层对气候变化的响应,从而探讨气候变化情景下冻土地区水文过程的变化,为出山径流的模拟和分析计算提供冻土水文过程变化的依据。
【结题摘要】冻土水热耦合过程贯穿于寒区流域的产流、入渗和蒸散发过程中,但相关机理不明。在黑河源区布设冻土水文过程观测场,包括综合环境观测系统、标准气象场、15个Lysimeter和3个大型径流场(含地温、蒸散发和产流观测),进行了近3a观测(2005~2007)和土壤、植被参数调查。利用COUPModel对冻土-高山草甸-大气一维水热传输过程进行了成功模拟。冻土对土壤水热传输过程的影响机制:开始冻结期,土壤热传导自下而上,下层土壤液态水向冻结峰面集结,并达到土壤完全冻结(临界温度-6oC)为止,吸水的同时也带来下一层的热量,致使向上的地热通量增加;完全冻结之后土壤水基本处于零通量状态,地热通量只与上下层温度有关;开始融解时,土壤热传导自上而下,融化过程本身不直接驱动土壤水分的迁移方向和速率,底部冻结层仅起隔水板作用。每层土壤开始融解前,冻结和消融潜热抵消,温度梯度接近于零,地热通量处于相对稳定的零状态。据此原理简化,构建了内陆河高寒山区流域分布式水热耦合模型(DWHC),并与中尺度大气模式MM5成功嵌套。还开展了研究区有关冰川、植被、CO2、树木蒸腾、土壤养分以及太阳辐射估算方法等相关典型研究。
中文关键词寒区 土壤水热耦合过程 冻结峰面 COUPModel 蒸渗仪
英文关键词Cold Regions;Soil water-heat
学科分类08 - 地球科学 ; 0801 - 地理学
资助机构CN-NSFC
项目经费300000
项目类型青年科学基金项目
国家中国
语种中文
来源机构中国科学院西北生态环境资源研究院
文献类型项目
条目标识符http://gcip.llas.ac.cn/handle/2XKMVOVA/195298
作者单位中国科学院寒区旱区环境与工程研究所;中国科学院西北生态环境资源研究院
推荐引用方式
GB/T 7714
陈仁升.内陆河高寒山区多年冻土活动层产流机制观测试验研究.2005.
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