加強冰凍圈物理研究是推進冰凍圈災害和服務研究的關鍵

冰凍圈科學發展的一個重要方向是將冰凍圈研究與社會經濟發展緊密結合，為解決國家重大需求和地方的可持續發展服務。依據我國冰凍圈分布狀況及其影響區域，以及國家對冰雪運動產業的需求，近期內冰凍圈物理研究應主要針對冰凍圈災害防治和冰凍圈服務來開展。

冰凍圈災害物理機制和防治措施技術研究

冰凍圈災害種類繁多，分布廣泛。在氣候變暖背景下，冰凍圈快速變化特征明顯，冰凍圈災害頻發的風險和影響日趨嚴重。特別是近年來冰川躍動、冰崩、冰湖潰決、洪水、冰川泥石流、多年凍土滑塌等造成的危害劇增；風吹雪和雪崩、冰凍雨雪及暴風雪、河流冰凌等災害也引起更多關注。目前，對這些災害分布的調查、危險性評估和風險管控研究雖已有開展，但仍缺乏對可采取的工程防治措施的研究。隨著冰凍圈災害發生概率的加劇，相關工程防治措施將成為必要的選擇。為此，應當針對冰凍圈災害發生的機理、工程措施中的關鍵物理參數、災害過程模擬和工程效率實驗等開展系統研究，為災害的防治提供基礎科學支撐。

冰凍圈服務——冰雪體育和冰雪旅游產業中的冰雪物理研究

冰雪體育和大眾冰雪娛樂活動是以冰雪為界面的第三產業新興產品，屬于冰凍圈人文服務。不同類別的冰雪產業對冰雪物理性質具有不同的要求。我國冰雪資源豐富，冰雪體育和冰雪旅游產業的發展具有廣闊前景。尤其是以?2022?年北京冬季奧林匹克運動會為契機，推動我國廣大民眾參與冰雪體育和發展冰雪旅游產業已成為全社會的共識。目前，以滑雪場建設為標志的冰雪體育和旅游產業已蓬勃興起，全國已建成運營的滑雪場達上千個，還有更多滑雪場正在籌建或計劃中。但是，與國外相比，我國單個滑雪場的規模、質量、運營效率都普遍低下，特別是雪道和雪質不夠規范。從體育賽事角度來看，作為我國雪上運動訓練基地的歷史較長的東北地區某些滑雪場，甚至是北京冬奧會張家口賽區滑雪場，在如何使雪道和雪質滿足要求、保證賽事圓滿也存在挑戰。因此，需要開展冰雪物理基礎研究以為其提供科學支撐，主要研究內容包括：不同溫度、濕度和壓力（包括風速）等組合條件下雪粒的形成，粒徑、密度、水分和硬度等的變化，雪層內部黏聚力和表面摩擦特性，風雪流和雪霧的影響，人造雪技術指標，以及不同規模儲雪技術等。如有必要，還可以開展滑冰場建設和維護中的有關冰物理參數方面的研究。

20?世紀中后期是冰凍圈物理研究迅速發展的時期，冰的基本物理性質和冰凍圈各要素主要物理特征的基本概念得以確定。20?世紀末以來，冰凍圈對氣候環境的重要作用使氣候學成為冰凍圈研究的主線，專門的冰凍圈物理研究開展較少。目前，隨著冰凍圈科學體系的構建，冰凍圈變化及其影響的定量研究，以及冰凍圈為社會經濟發展服務等多個方面都迫切需要對冰凍圈物理過程給予更深入的研究，某些研究內容更需要進一步明確冰和雪的微觀物理性質和相關過程。可以說，冰凍圈科學的發展和人類社會可持續發展的需求對冰凍圈物理研究提出了新的要求。冰凍圈物理研究近期主要發展方向為：著力提高監測技術和數據獲取能力，開展實驗室實體和相似模擬研究，發展多圈層耦合模式，以及進一步開展冰和雪微觀物理過程精細化研究等。（作者：任賈文    中國科學院西北生態環境資源研究院研究員、博士生導師。《中國科學院院刊》供稿）