在气候变暖的背景下，全球多年冻土发生了不同程度的退化。蒙古多年冻土主要分布在高纬度-多年冻土分布的南缘，易受气候变化的影响。尽管当前针对蒙古多年冻土的制图研究已取得了一定进展，但大多是基于有限的钻孔资料和区域调查数据开展的，时间序列较短、空间分辨率较低，且模拟方法的不确定性较大。因此，全面整合历史和当前的多年冻土监测数据，充分利用再分析数据资料输入多年冻土空间分布模型开展高精度、长时间序列的蒙古多年冻土变化制图研究十分必要。

我站使用44个蒙古气象观测站点数据和SRTM DEM高程数据，对ERA5-Land Skin Temperature (ST)数据在蒙古的适用性进行了定量评估和校准（图1）。评估结果表明，ERA5-Land ST在蒙古整体表现出冷偏差，冷季表现更为明显。基于海拔差异进行校准后的数据在年尺度和季节尺度上均有显著改善，其中，RMSE的提升精度为92%和78%，MBE的提升精度为98%和82%。在此基础上，对蒙古1950-2022年的地表冻结指数（SFI）和地表融化指数（STI）的时空变化特征进行了分析（图2），结果显示SFI和STI分别呈现显著的下降趋势（7.16 oC·d/year）和上升趋势（4.49 oC·d/year），其中蒙古中部和东北部的变化幅度最为明显。

此外，利用冻结数（Fn）模型和多年冻土顶板温度（TTOP）模型分别模拟了蒙古多年冻土区范围1950-2022年的变化。基于现有钻孔点和冻土分布图的验证结果表明，Fn模型的模拟精度优于TTOP模型，总体精度达到91%。基于Fn模型的模拟结果显示（图3），蒙古多年冻土范围从1950s的734.7×103 km2减少到2010s的480.1×103 km2，模拟的蒙古多年冻土面积为503.9×103 km2，约占蒙古国土面积的32.3%。蒙古多年冻土主要分布在北部区域，Hovsgol 和Khentii 山区的多年冻土退化显著。

该成果以“Spatiotemporal variations of permafrost extent in Mongolia during 1950-2022”为题发表在环境科学二区TOP期刊Ecological Indicators。我站博士研究生马欣为论文第一作者，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(42361144878，3201101546)、中国科学院“西部之光”基金（xbzg-zdsys-202304）、甘肃省科技计划项目(22ZD6FA005)和中蒙俄寒旱区环境与工程国际研究中心平台等联合资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2024.112558

图1 ERA5-Land Skin Temperature(ST)校准前后评估结果对比

图2 1950-2022年蒙古地表冻结/融化指数的时空变化特征

图3 1950-2022年蒙古多年冻土分布范围的变化

图文：马欣  审核：吴通华