科研進(jìn)展
歐亞大陸北部無雪間歇期對冷季土壤熱狀況影響研究獲新進(jìn)展
全球變暖背景下,積雪作為氣候系統(tǒng)的重要指示器,其時(shí)空分布正在發(fā)生顯著變化,積雪覆蓋日數(shù)和雪季的縮短受到廣泛關(guān)注。當(dāng)?shù)孛娣e雪在冷季短暫融化后再次被降雪覆蓋,這一現(xiàn)象被稱為積雪期內(nèi)出現(xiàn)的“無雪間歇期”(Snow-Free Break,SFB),它的出現(xiàn)會打破地表原有的能量平衡。然而,目前對SFB現(xiàn)象的大尺度時(shí)空特征、驅(qū)動因子及其對土壤溫度的具體影響,還缺乏系統(tǒng)性研究。
近日,中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院聯(lián)合美國猶他大學(xué)、中山大學(xué)以及中國科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,基于1966至2019年歐亞大陸北部氣象站點(diǎn)數(shù)據(jù),對冷季總無雪間歇期(TPSFB)進(jìn)行了分析,并利用結(jié)構(gòu)方程模型評估了氣象、積雪條件和 TPSFB對土壤熱狀況的潛在綜合影響。
研究發(fā)現(xiàn),歐亞大陸北部TPSFB的變化及其對土壤溫度的影響存在顯著東西分異性(70°E分界線)。70°E以西的歐洲平原,TPSFB的變化由氣溫主導(dǎo)。氣溫升高直接導(dǎo)致積雪融化,引起TPSFB顯著增加。增加的TPSFB使地表吸收更多太陽輻射,進(jìn)而造成土壤溫度升高。該區(qū)域TPSFB的變化是調(diào)控土壤溫度的一個(gè)關(guān)鍵因素。70°E以東的西伯利亞地區(qū),TPSFB的變化則主要受到積雪條件的影響。雖然氣溫在該區(qū)域也有所增加,但由于整體溫度極低,積雪自身的屬性成為了更重要的影響因素。該區(qū)域降雪量和雪深增加,減少了TPSFB的發(fā)生。積雪的“棉被保溫”效應(yīng)遠(yuǎn)強(qiáng)于TPSFB變化帶來的影響。因此,土壤溫度主要受積雪的隔熱作用控制,TPSFB的影響相對較弱。
該項(xiàng)研究成果以Can snow-free breaks control soil thermal dynamics in the cold season over the warming northern Eurasia?為題,發(fā)表于氣候領(lǐng)域權(quán)威期刊Agricultural and Forest Meteorology。西北研究院鐘歆玥副研究員為論文第一作者和通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、甘肅省重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目聯(lián)合資助。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016819232500348X
地形、氣象、積雪和TPSFB對土壤溫度驅(qū)動機(jī)制的結(jié)構(gòu)方程模擬分析