北极冻土层的消融情况有什么直接或间接的监测手段？ hamilton，PhD candidate in ecology 最直接的方法：插一根棍子到底看融化的土层有多深。比如这个： 优点是简单直接。缺点是只能测某一个时间和空间的点，要想知道消融的最大值就要在不同的时间测量看什么时候活动层厚度（active layer thickness）达到最大。要想知道某一片地区的情况也需要多个样点的测量。 在融化的土层很深的地方棍子不容易插进去，可以用冻融管（frost/thaw tube），如图： 外面是一个固定的管子，中间的管子可以活动，充满水，放上一个玻璃珠，玻璃珠会停在水的底部冰的表面上[1]。夏季过后取出里面的管子就可以读出当年的最大融化深度。这个方法的缺点是只有一个点的数据，而且不知道最大深度是什么时候达到的。安装起来也比较麻烦，安装时也会对土壤结构等造成干扰。 另外也可以测量温度来得知永冻层消融的情况。在一个点将多个温度记录仪插入不同的土壤深度，根据活动层最下面的和永冻层最上面的温度记录仪中最高记录温度计算出活动层的厚度[2]。此方法可以较精确地记录土壤融化随时间变化的曲线。但也只记录一个样点的数据。 遥感的方法也被用来测量活动层厚度，比如透地雷达（Ground-penetrating radar，GPR），标准化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI）等[3,4]。此类方法可以获得较大区域的活动层厚度分布情况，但往往需要对不同的地点进行校正，精确度目前还不是很高，花费较大。 国际永冻层协会（International Permafrost Association, CALM Site）和全球陆地永冻土网络（Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P)）都采用了前三种野外测量的方法来监测全球冻土和活动层的变化。 [1] Nixon FM, Taylor AE, Allen VS, Wright F. 1995. Active layer monitoring in natural environments, lower Mackenzie Valley, Northwest Territories. In Current Research 1995-B; Geological Survey of Canada: 99-108. [2] Brown, J, Hinkel KM, Nelson FE. 2000. The circumpolar active layer monitoring (CALM) program: Research designs and initial results,Polar Geography 24:166–258. [3] Hinkel KM, Doolittle JA, Bockheim JG, Nelson FE, Paetzold R, Kimble JM, Travis R. 2001. Detection of subsurface permafrost features with ground-penetrating radar, Barrow, Alaska. Permafrost and Periglacial Processes 12: 179-190. [4] McMichael CE, Hope AS, Stow DA, Fleming JB. 1997. The relation between active layer depth and a spectral vegetation index in arctic tundra landscapes of the North Slope of Alaska. International Journal of Remote Sensing 18: 2371-2382. 查看知乎原文
