WDC—D冰川冻土学科中心

1 机构

挂靠单位： 中国科学院兰州冰川冻土研究所

地 址： 中国兰州东岗西路174号

通 讯: 兰州市东岗西路174号中国科学院兰州冰川冻土研究所

邮 编: 730000

电 话: 8826725

电 报: 0393

电 传: 72008 IGGAS CN

传 真: 8885241

中心主任: 程国栋

副主任： 曾群柱、谢自楚

程国栋 男 研究员 中国科学院院士1943年7月11日生于上海市，1965年毕业于北京地质学院水文和工程地质系。现任中国科学院兰州冰川冻土研究所所长、中国地理学会冰川冻土分会主任、国际冻土协会主席、《寒区科学和技米》杂志（荷兰）和《多年冻土与冰缘作用》杂志(英国)编委。主要从事冻土学研究。曾在加拿大能源、矿产和资源部及美军寒区研究与工程实验室进修。发表在国内外学术刊物的论文60余篇。代表性的论著有：“厚层地下冰的形成过程”；“我国高海拔多年冻土地带性规律之探讨”；“高山多年冻土分布和气候”。其研究成果“热水煤矿厚层地下冰地段路堤试验” (负责人之一，1978)，“青藏公路沿线冻土研究”(负责人之一，1984)，分别获中国科学院重大科技成果奖和中国科学院重大科技成果一等奖。“青藏公路多年冻土区黑色路面修筑技术”（主要参加者，1987)获国家科学技米进步一等奖。

谢自楚 男 研究员。1937年1月30日生于中国湖南省衡南县，1960年毕业于前苏联莫斯科大学地理系极地及冰川专业。曾任冰川研究室副主任和主任、兰州冰川冻土研究所所长、国际水文学会冰雪委员会第二副主席、国际冰川学会理事、WDC-D冰川冻土学科中心主任等职。曾参加澳大利亚南极考察队并在Casey站过冬。曾在日太国立极地研究所（NIPR)作客座教授，并任中国极地研究所客座教授。

1958年以来先后参加和领导了北极沃尔库塔冻土地貌、高加索国际地球物理年(IGY)、中国西部山区和青藏高原的冰川学、防雪灾害、冰缘地貌、巴基斯坦巴托拉冰川、东南极洛多姆冰帽冰川学、King Jorgelsland Colins冰帽冰岩芯等考察研究工作。发表100多篇科学论文，主要成果有“中国现代冰川基本特征”、“珠穆朗玛地区冰川的基本特征”、“中国冰川的物质平衡”、“中国冰川的成冰作用”、“祁连山冰川的变化、物质平衡和成冰作用”、“ Study on the ice formation and Structure on Law Dome, Antarctica”、“中国的雪崩”等。

2 数据状况

2.1冰川数据库

(1) 冰川目录数据：

冰川名称，地理坐标（经纬度），冰川面积（总面积、裸露冰面积、消融区面积），平均宽度，平均长度，最大长度（总长度、裸露冰长度、消融区长度），朝向（积累区、 消融区），高度（最高高度、平均高度、冰舌末端高度、裸露冰最低高度），冰川类型，冰碛，冰川雪线（高度、日期），厚度（平均厚度、冰舌末端厚度），冰川储量。

已出版冰川目录地区：阿尔泰地区、祁连山地区、帕米尔高原、天山地区I (西南塔里木内流区）、天山地区Ⅱ(东部散流内流区）、青藏高原内陆水系。已编妥待出版的地区：喜马拉雅山、昆仑山、念青唐古拉山、横断山、喀喇昆仑山。

(2) 冰川水文、气象数据。

(3) 冰川沉积。

(4) 冰岩芯数据（祁连山敦德冰川、昆仑山崇测冰帽、古里亚平顶冰川、唐古拉冬克玛底冰川等)。

(5) 冰川遥感数据（航空相片、陆地卫星MSS、TM数据）。

• 冰川数据来源:①已出版的“冰川编目”；②野外考察、观测、测量、试验；③中国 科学院天山冰川观测试验站(冰川年报)；④冰岩芯实验室；⑤有关水文、气象台站 (已出版或未出版数据）；⑥国外交流数据。

• 数据可靠度：出版数据已核实，观测、测量原始数据也较精确

• 数据量：约40万组

• 更替周期：日、月、年或数年不等

• 用途：基础研究及国内外数据交流

2.2 积雪数据库

(1) 积雪地面观测数据。

其中包括：历年各月平均气温，历年各月降水量，历年各月最大积雪深度，历年各月平均地面温度，历年各月降雪日数及初终期，历年各月积雪日数及初终期、积雪深度≥30cm日数，以及部分地区逐日积雪资料。

有以上资料的主要地区：我国西南、西北和东北地区。

(2) 积雪光谱反射特性数据（0.38 — l.2μm)。

(3) 积雪遥感数据:

①美国国家海洋与大气局气象卫星高级甚髙分辨率辐射计数据 (NOAA AVHRR)；

②NOAA北半球雪盖数据；

③美国,国防气象卫星两极地区亮度温 度网格数据（DMSP、SSM/I)；

④DMSPSSM/I北半球亮温数据(19GHz、37GHz、85GHz)；

⑤北半球海冰密度数据；

⑥日本地球资源卫星(JERS-1)获取的积雪数据(合成孔径雷达SAR和光学传感器OPS数据)。

(4) 湖冰监测数据。

NOAA AVHRR主要典型湖冰季节性变化图象数据：

• 积雪数据来源：气象部门已出版的台站观测数据；野外考察、观测、测试；本所NOAA AVHRR数据微机接收与处理设备。

• 可靠度与更新周期：气象观测数据，精度0.1或积雪光谱反射特性数据，波长分辨率1μm，反射率0.01；积雪遥感监测数据。

• NOAA AVHRR (星下点地面分辨率1.1km，更新周期1—2次/天)。

• 数据量约50万组。

• 用途:

①基础与应用研究（如积雪光谱特性研究、积雪遥感最佳波段选择、融雪径流估算、雪灾地理信息系统等）；

②重大基础研究课题应用（国家攻关、攀登计划、冰冻圈动态研究等）；

③数据交流。

2.3 冻土数据库

(1) 冻土环境及预报

①冻土分类：多年冻土、季节冻土、瞬时冻土、少冰冻土、多冰冻土、满冰冻土、 饱冰冻土、含水冻土、衔接多年冻土、不衔多年冻土。

②冻土分布：东北、青藏高原、祁连山、天山、阿尔泰山等高山地带、纬度地带性、海拔垂直分布地带性、多年冻土上限、下限深度、多年冻土厚度、季节冻结深度、 季节融化深度、冻结速率、融化速率、地下冰、多年冻土水平分布面积、季节冻土分布面积。

③观测试验资料：多年冻土年平均地温、温度分布特征、地温梯度、地温资料、气 象资料、房屋温度、地温、融化盘、土壤含水量、容重、塑性指数、塑限、液限、颗粒分析等。

热物理指标：比容、导热系数、导温系数、热容量、未冻水含量等。

冻土水理性质.：导湿系数、渗透系数等。

冻土力学性质：抗压、抗剪、抗拉强度、承载力、蠕变、松弛、抗切割强度、融化 下沉系数、压缩系数等；冻胀力、冻胀量、分层冻胀量、冻胀速率、冻胀应力等；变形量、下沉量等。

④ 钻探、坑探、槽探资料：土质剖面图、图例、岩性（包括坚硬的基岩、松散土壤 层)、各种界线（地质界线、断层、分区界线等)、各种地质年代。

⑤ 冻土物理地质现象：冰丘、冰锥、冻胀丘、爆炸性冻胀丘、热融湖、融冻泥流、 融冻滑塌、滑坡、热融沉陷、土溜、石海、倒石堆、斑状草皮、等等。

⑥ 水文地质特征：地面水径、稳定水位、初见水位、涌水量、地下径流、抽水试验、动储量、水质、硬度、矿化度、等等。

⑦ 工程建筑：房屋建筑、水工建筑、道路建筑、矿山建筑、管道建筑、地下工程、 人工冻结凿井、冷能利用工程、热桩等等有关地基基础、上部建筑等。

⑧ 地质、地貌、水文等的资料。

(2) 冻土物理、化学、力学性质

① 冻土物理性质；②冻土化学性质；③冻土热学性质；④冻融过程热质迁移；⑤冻土强度及蠕变性能;⑥冻胀、冻胀力；⑦冻土融化压缩性能。

(3) 工程冻土学

① 冻土工程地质条件；②冻土地基温度场；③冻土工程模拟试验；④道路工程;⑤水利工程；⑥能源工程；⑦工业与民用建筑;⑧地下工程；⑨环卫水工程;⑩农业工程；冻害防治原理及措施。

• 冻土数据源：野外观测、试验考察；青藏高原冻土观测站（人工观测、自动记 录)、冻土工程国家重点实验室等。

• 数据量：约50万组。

• 用途：基础与应月研究、重大课题应用、国内外交流。

3 数据存储

3.1方法、类型

(1) 选择表格、图形、文字、数据、综合资料、文献等，用缩微胶片存储；

(2) 大部分统计数据用微机键盘输入，3.5英寸或5.25英寸软盘保存。

(3) 图形数据，用图形数字存储方法。

(4) 图象数据（NOAA AVHRR，LANDSATMSS数据为主）：

① 原始数据接收存储，存数据流磁带（一般为大面积，如青藏高原）和软磁盘（小面积，“开窗”存储）；

② 提取信息存储，即对原始图象数据预处理、分类、编码、投影变换、栅格-矢量转换、提取信息，以图形方式存储。

3.2 拥有设备、软件及其功能

微机：286微机3台(数据输入、一般性运算)；386微机2台(内存4MB、硬盘210MB，并配数据流磁带机2台，用以建库和小区域专题信息系统)；彩色打印机2台 (图象或图形打印输出)；AR- 3240和FX-100打印机各1台；ROLAND DPX-2200 绘图仪1台(图形绘制)；KURTA 1S- 3数字化仪1台(图形数字化输入)； NAC-4200F光电图象系统1台(图象密度分割)；ViewS-100小型图象处理工作站(图象处理)。

SUN工作站并配有扫描输入及光盘机等外设。

NOAA卫星数字图象接收与处理系统，可接收NOAA极轨卫星AVHRR原始图象 数据并进行各种预处理、增强、分类、信息提取、原始图象数据存储等，记录介质为数据流磁带，软磁盘，照象记录。

(1) 气象卫星数据处理及应用软件包。

(2) PC-ARC/INFO (3.4D)软件包。

(3) IDRISI (4.0)软件包。

(4) VICAR图象处理软件包。

(5) dBASE Ⅲ数据库软件。

(6) EDAS软件。

4 数据管理与作用情况

到目前为止，根据数据的主要类型，已初步建成3个数据子库，即冰川库、积雪库和冻土库。

为促进学科中心数据资料的集中、整理、存储,有效管理和充分利用，正在研究制定有关数据政策，努力更新观念，结合国内外合作课题和重大研究项目进行数据库建设工作，在所建的数据库中一般设置如下功能：

① 数据管理功能（能进行数据删除、修改、査询、检索）。

② 数据分析功能（以数理统计为基础的一些常用软件）。

③ 数字制图（以ARC-INFO软件为基础）。

④ 数据输出（打印、拷贝）。

应用情况：

数据交换、合作研究、重大课题或项目应用，为寒区地理信息系统的建立作准备。

来访学者单位或与本学科中心有资料交换的单位：(1)蒙古国家遥感中心，(2)世界冰川监测服务中心(瑞士)，(3) WDC-A中心冰川学科中心，(4) WDC-B，(5) WDC-C，(6)俄罗斯科学院地理研究所，(7)哈萨克斯坦科学院地理研究所，(8)中国国家气象局卫星气象中心研究所，(9)内蒙古大学自然资源研究所，(10)新疆自治区水利厅，(11)其他有关院校或研究机构。

5 参与国际国内重大研究计划的情况

参与国际地圈-生物圈（全球变化IGBP)计划的情况：

(1) 二人次参加1991年8月12 —19日在蒙古共和国乌兰巴托举行的综合环境研究成果国际科学大会——“全球变化与乌布苏诺尔”，并作有关报告。

(2) 二人次参加全球变化乌布苏诺尔实验区野外工作。

(3) 参加原苏联科学院主持的“叶尼塞河计划——沿东经90°全球生态监测项目”。

(4) 冰岩芯研究。

(5) 两极研究。

(6) 全球冻土数据库项目(GGD)

6发展设想

6.1 扩大数据收集范围，加速数据存储速度

• 依靠重大研究项目积累和存储数据资料。

• 研究制定数据政策(课题结题，成果报奖与提交数据相结合，提交数据与使用数据的优先权益相结合，数据保密与共享等)。

6.2 人才培养

培养一些愿致力于数据管理和地理信息系统研究的人才，以及图象处理、计算机和卫星数据接收处理的操作人员。

6.3 软硬件建设

随着冰冻圈区域性地理信息系统的试建，大量的统计数据、图象和图形数据需要处理和存储，需要数据采集和管理空间化，原有的386微机已不能适应，需配置具有数据采集、处理、存储和图象、图形处理功能的小型计算机系统。

图1 软硬件建设框图