气候变暖背景下无雪间歇期对欧亚北部寒冷季节土壤热力动态的调控机制研究

针对全球变暖背景下积雪减少对土壤热力过程的影响，研究人员基于1966-2019年欧亚大陆气象站数据，首次系统研究了寒冷季节无雪间歇期（SFB）的时空特征及其对土壤热状况的影响机制。研究发现70°E为东西分界，西部SFB增加主要受气温升高驱动，而东部土壤温度更易受积雪特性影响，为理解冻土稳定性及土壤碳循环变化提供了新视角。

　　

在全球气候变暖的背景下，积雪这个"白色保温毯"正在发生令人担忧的变化。欧亚北部作为全球积雪持续时间最长的区域之一，其积雪覆盖天数已从1960年代起显著减少，就像被逐渐抽走的保暖层，直接影响到地表与大气之间的热量交换。更值得注意的是，在原本应该被积雪持续覆盖的寒冷季节，频繁出现的无雪间歇期（Snow-free break，SFB）就像保温毯上的破洞，可能导致土壤温度剧烈波动。这种现象对冻土稳定性、土壤微生物活动以及碳循环过程产生深远影响，但科学界对其时空分布规律和驱动机制仍缺乏系统认知。

俄罗斯水文气象研究所-世界数据中心（RIHMI-WDC）的研究团队通过分析1966-2019年间620个气象站的观测数据，首次绘制了欧亚北部SFB的"气候画像"。研究人员创造性地提出"总无雪间歇期天数（TPSFB）"指标，结合结构方程模型（SEM），揭示了气候因子、积雪特性与土壤温度之间的复杂关系网络。这项发表在《Agricultural and Forest Meteorology》的研究，为理解寒区地表过程对气候变化的响应提供了新的理论框架。

关键技术方法包括：1）基于RIHMI-WDC的每日积雪深度数据界定SFB事件；2）利用MODIS积雪产品验证地面观测；3）采用Sen斜率法和Mann-Kendall检验分析趋势；4）构建SEM模型量化多因素交互作用。研究区域覆盖欧亚大陆北部的多样化环境梯度，重点关注70°E东西分界线的生态差异。

【Climatology of the total period of snow-free break】研究发现：俄罗斯平原西部和南部是SFB的"热点区域"，年均无雪天数超过40天，占积雪期比例最高达80.6%。空间上呈现明显的纬度梯度特征，就像一条从北向南逐渐加宽的"无雪带"。

【Conclusions】70°E成为东西分界的"魔法经线"：西部SFB显著增加（气温上升为主导因素），而东部（如西伯利亚）则以减少为主。这种东西差异源于气温与积雪的差异化耦合——西部像被"加热器"直接烘烤，积雪加速消融；东部则更像"保温箱"，积雪特性对土壤温度的影响更为显著。

这项研究的重要意义在于：首次量化了SFB对寒区土壤热力过程的调控强度，揭示出气候变暖背景下不同区域地表能量交换的异质性响应。就像为冻土生态系统安装了一个"预警系统"，这些发现对预测冻土碳释放、规划寒区基础设施具有重要指导价值。特别是在西伯利亚等冻土密集区，积雪特性对土壤温度的保护作用提示我们：单纯依靠气温指标可能低估冻土退化风险，必须将积雪动态纳入气候模型才能准确预测未来变化。