极端暖事件变化对多年冻土活动层水热过程的影响研究取得进展
发表日期:2022-03-14来源：
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过去数十年来，极端气候事件对冻土环境已造成了显著的影响，其中，发生在冷季的极端暖事件可以显著影响并改变活动层的水热状态。
中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室吴通华研究员团队选择中国三大多年冻土区（东北高纬度多年冻土区、西北山地多年冻土区、青藏高原高海拔多年冻土区）为研究区，使用中国气象局国家气象信息中心的0.5°*0.5°逐日网格气象数据，以ETCCDI推荐的极端指数为基础，改进并发展了8个可以表征多年冻土区极端暖事件特征的极端指数，包括：WD（Warm day）、MD（Melt day）、TX90p（Warmer day）、TXx（Warmest day）、WSDI（Warm spell duration indicator ）、PDD（Positive degree-day sum ）、MPD（Melt and precipitation day ）和MPDsum（Precipitation sum for MPDs ）。通过分析发现，1962-2019年中国三大多年冻土区的不同类型极端暖事件均以不同的速率呈显著增加趋势，但在不同区域的均值和变化速率存在显著的差异；近15年（2005-2019年）是高强度极端暖事件的频发期；基于青藏高原多年冻土区唐古拉站点的气象和活动层水热监测数据发现，极端暖事件的发生时间和活动层冻融过程共同决定活动层水热的响应程度。其中，发生在3-4月的极端暖事件可引起土壤温度的快速升高，促进活动层的融化过程，而发生在10-11月的极端暖事件对温度的增幅相对较小，但在一定程度上抑制了活动层的冻结过程，而且不同类型的极端暖事件的影响也存在较大的差异。在当前变暖的背景下，预测到的极端暖事件的频率和强度逐渐增强，这将显著增强对活动层冻结和融化过程的影响，甚至会在一定程度上通过减小“冷储”而加速冻土的退化。研究结果有助于理解极端暖事件对活动层水热过程的影响机制，从而为冻土模型的改进提供依据。
该成果以 Increased extreme warming events and the differences in the observed hydrothermal responses of the active layer to these events in China’s permafrost regions 为题发表于 Climate Dynamics 期刊（IF=4.375）。冰冻圈科学国家重点实验室朱小凡副研究员为论文第一作者，吴通华研究员为论文通讯作者。该研究获国家自然科学基金（42001071, 41771076，41690142，41961144021）、中科院“西部之光”实验室交叉团队项目的联合资助。
图1 中国三大多年冻土区在北半球多年冻土区的位置（a）; 中国三大多年冻土区的分布（b）；青藏高原唐古拉多年冻土区气象和活动层水热监测场（c）
图2 极端暖事件对活动层水热过程的影响示意图
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