全球变化条件下地表冻融循环及多年冻土热状态响应研究

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1、分类号：密级：研究生学位论文全球变化条件下地表冻融循环及多年冻土热论文题目（中文）状态响应研究Responsesofgroundsurfacefreeze-thawcycles论文题目（外文）andthermalstatesofpermafrosttoglobalclimatechange研究生姓名王康学科、专业地理学冰冻圈与全球变化研究方向学位级别博士导师姓名、职称张廷军教授论文工作起止年月2012年9月至2015年10月论文提交日期2015年10月论文答辩日期2015年12月学位授予日期校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指

2、导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：■可以公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。（请在以上选项内选择其中一项打“√”）论文作者签名：导师签名：日期：日期：兰州大学博士研究生学位论文全球变化条件下地表冻融循环及多年冻土热状态响应研究全球变化条件下地表冻融循环及多年冻土热状态响应研究摘要土壤热状态是大气和陆地表层之间的能量和物质交换的综合产物。土壤温度是一个敏感的气候指示器，并且在土壤地球物理和微生

4、物过程中都有重要作用。理解土壤热状态及其与其他环境因子之间的相互关系已经受到了越来越多的重视。当前的研究关注于深孔反演的古气候信息、高纬度地区的气候模式预测等方面。研究表明全球气温变化中存在区域和季节差异，但存在多重观点。一些研究认为是极地地区升温快速，一些研究则认为是高海拔地区升温快，同时还有一些研究认为是干旱半干旱地区升温快。关键的科学问题是：究竟如何描述全球陆地表面气温变化的差异？这些差异对土壤热状态有怎样的影响，哪些气候因子对土壤热状态的影响更大？鉴于此，本研究综合利用了网格化的气候资料、气象台站资料以及数值模型，从新的视角探讨气候变化的区域差异，在此基础上

5、探讨近地表土壤季节冻融以及多年冻土对气候变化的响应。主要结论总结如下：全球尺度上，用气温的气候平均态（1961-1990）刻画了1951～2013年全球陆地表面气温变化的空间特征。多年平均气温在-15℃至26℃之间的陆地，占全球（除南极洲）陆地表面面积的81%，这些区域内年平均气温的升温幅度与年平均气温的气候平均态呈现非常好的线性关系，即多年平均气温每增加1℃，年平均气温的升温幅度减小0.028℃。月尺度上，发现比较冷的地区（年平均气温的气候平均态介于-20℃～10℃之间）在冷季（12月~次年2月）平均气温的升温幅度最高可达2.8℃，最长可有8个月（10月～次年5月

6、）呈现出明显升温趋势。用年平均气温的气候平均态低于0℃定义了寒区的范围，并评估了其气温的变化。发现寒区经历了增强的升温过程，平均升温幅度约为1.68±0.19℃，而寒区以外的其他地区同期升温幅度只有1.04±0.09℃。区域尺度上，用中国境内的636个地面台站1956～2006年间的地表0厘米土壤温度观测资料，探讨了近地表土壤冻融时间的空间分布特征及其对气候变化的响应。1961年7月至1991年6月（年尺度为30年）的气候平均态揭示出：青藏高原海拔较高，且具有独特的高原气候环境，这里近地表土壤的冻结期最长，一年中几乎每一天都可能发生冻结。在东北高纬度地区，冻结期大致

7、始于九月，结束于次年六月。中国东部地区近地表土壤冻结时间的气候平均态呈现明显的纬I兰州大学博士研究生学位论文全球变化条件下地表冻融循环及多年冻土热状态响应研究度地带性，而在西部则主要是受海拔等地形因素的影响。冻结天数的空间分布特征与多年冻土分布的关系对于高海拔多年冻土区和高纬度多年冻土区是不一致的。高海拔多年冻土区的边界与冻结天数260天的等值线比较吻合，而在东北高纬度多年冻土区，则与220天的等值线吻合较好。通过对地面台站的资料以及遥感资料的对比分析，发现微波遥感反演的近地表土壤冻结天数与地面台站资料的结果存有较大差异。以地面台站的结果为基准，在多年平均冻结天