利用国际标准RAMSES光谱仪和CMP11型太阳总辐射仪, 在2019年至2020年期间对中国北纬30°区域8个城市(西藏阿里、 日喀则、 拉萨、 林芝、 成都、 武汉、 杭州、 上海)进行了地面太阳辐射的观测研究。 观测结果表明在中国北纬30°区域, 西藏总体太阳光谱不仅强度上远远高于低海拔的内地城市, 而且光谱曲线在形态特征上比低海拔更光滑, 吸收弱。 观测期间西藏最大地面单色太阳光谱强度可达2 018.48 mW·(m2·nm)-1(阿里, 2020年6月21日), 同纬度其他内地城市最大地面单色太阳光谱强度仅为756.22 mW·(m2·nm)-1(成都, 2019年11月03日); 西藏地面太阳光谱中所含紫外光谱(280～400 nm)比内地低海拔高出约1.5倍以上, 强烈的紫外线对西藏生态和人体健康产生相应影响; 观测期间发现拉萨地面太阳光谱强度约为成都的1.5～1.7倍; 阿里地面太阳光谱强度比上海高出约0.2倍。 观测结果为北纬30°区域太阳能资源的利用和生态环境等研究提供实地太阳光谱数据; 对2020年夏至发生的日食现象进行了太阳光谱的同步观测研究, 发现日食期间拉萨、 阿里辐射能量损失均超过95%。 分析了云、 气溶胶等大气因子对太阳光谱、 太阳总辐射的影响。 研究表明西藏阿里等地夏季太阳总辐射值频频超过太阳常数。

为研究青藏高原环境条件下不同纤维混凝土的抗冻耐久性及冻融损伤演化规律，本研究依托西藏那曲地区某混凝土道路工程，对普通纤维混凝土(NC)、冲磨纤维混凝土(CM)以及膨胀纤维混凝土(PZ)进行了冻融循环试验和相关力学测试，在试验研究的基础上，提出了适用于高原低气压环境下的冻融损伤模型。研究结果表明，从冻融循环试验结果来看，冲磨纤维混凝土(CM)抗冻耐久性最佳，三种纤维混凝土抗冻耐久性排序为CM＞NC＞PZ。针对本文建立的冻融损伤模型和基于该模型的抗折强度预测方程，采用青藏高原地区某高速工程项目的高寒引气混凝土测试数据进行了验证，冻融后的抗折强度试验值与预测值变化趋势相近且基本吻合。因此，本文建立的青藏高原抗折强度冻融损伤模型是合理且可行的。

土壤是陆地碳循环的中枢, 充分发挥土壤固碳潜力有助于减缓全球气候变化。 土壤有机碳 (SOC) 的高度分异性同时体现在空间和垂直分布上, 但是许多前期研究往往只考虑了空间分异, 而忽略了垂直分异。 尤其在青藏高原这种高寒山区, 土壤样品采集难度较大且费用昂贵。 可见近红外 (Vis-NIR) 光谱作为传统土壤实验室化学分析的辅助手段, 能够较为快速和精准地估测SOC含量。 但是土壤水分等环境因素会掩盖或改变SOC的Vis-NIR光谱吸收特征进而削弱模型预测精度。 外部参数正交化 (EPO) 和分段直接标准化 (PDS) 算法可以有效校正水分对光谱的影响, 但其在野外新鲜土柱上的表现还不得而知。 本研究旨在探索不同水分影响校正算法对野外剖面土壤光谱的校正能力, 对采自中国青藏高原海拔2 900～4 500 m色季拉山的共26个1 m深土柱。 沿深度以5 cm×5 cm为测量单元, 从各单元中心采集共计386个野外原状湿样Vis-NIR光谱, 并在实验室内测得相应386个研磨干样的Vis-NIR光谱以及SOC含量。 经EPO和PDS算法校正土壤水分对光谱的影响后, 通过随机森林建立土壤光谱和SOC含量的定量预测模型, 并使用靴襻法评估不同校正处理下预测模型的不确定。 土柱整体及垂直分布的精度结果表明, 经PDS法转换的农田和草地土柱湿样光谱均表现出良好的水分校正效果, 而EPO法仅对农田土柱有效。 水分影响校正算法在不同土壤深度上也存在显著差异, EPO和PDS对农田和草地表层样本的水分校正均效果明显。 两种校正方法的效果显示出地类和土层深度的依赖性。 本研究为利用Vis-NIR光谱技术在高寒山区野外快速准确估算土壤碳含量的垂直分异提供了必要参考。

过量的太阳紫外线会造成人体皮肤红斑现象,甚至可引起皮肤癌症。利用国际通用的太阳紫外线观测仪和光谱仪,在2014年1月至2018年12月期间对西藏珠峰地区(定日)、拉萨和林芝的晴天太阳红斑紫外线和紫外线光谱进行了实地观测研究。观测了拉萨春分点附近、秋分点附近、冬至和夏至的正午太阳紫外线光谱特征,发现波长小于300 nm的太阳紫外线几乎全部被大气层吸收,不会到达西藏地面。通过分析西藏晴天太阳红斑紫外线的剂量,发现只有紫外线B能引起人体皮肤红斑现象。实地观测数据表明,西藏晴天太阳红斑紫外线的剂量率随当日时间的变化呈典型的抛物线状,并且由于太阳高度角的增加,晴天太阳红斑紫外线的最大剂量率平均出现时间为当地正午前后约10 min。在理论上,从冬至起西藏晴天太阳红斑紫外线强度逐日升高,夏至或夏至附近达到最高值,但是由于西藏夏季晴天少,西藏晴天太阳红斑紫外线强度峰值实际上出现在3月底。研究发现,在冬至到夏至变化区间,珠峰地区(定日)、拉萨和林芝的晴天太阳红斑紫外线当日最大剂量率分别为113.40~343.10 mW·m -2, 85.26~344.2 mW·m -2和62.78~197.10 mW·m -2,而最大日总剂量分别为7181.00 J·m -2,7623.00 J· m -2和3994.00 J·m -2,这说明拉萨和珠峰地区(定日)的太阳紫外线使人体极易出现皮肤红斑现象。

地面太阳光谱记录了太阳光经历大气层的烙印与信息, 为大气环境、 生态保护等研究提供实地依据。 西藏高原空气稀薄, 地面太阳辐射超强, 观测西藏地面太阳光谱为太阳能利用提供实地数据。 文章较系统地报道了西藏地面太阳光谱的实地观测结果, 为相关高原科学研究提供高精度数据。 利用RAMSES光谱仪、 CMP6太阳总辐射仪和NILU-UV太阳紫外辐射仪对西藏不同地区、 不同季节太阳光谱、 太阳总辐射和太阳紫外线进行了全方位的实地观测研究。 观测研究了高海拔的西藏拉萨和那曲以及低海拔的北京和成都的光谱特征; 研究了拉萨二分二至当地正午（北京时间13:55时）太阳光谱观测结果; 对西藏地面光谱与AM1.5和AM0标准光谱进行了对比研究。 观测研究了西藏拉萨和那曲太阳总辐射、 太阳紫外线强度特征。 研究发现拉萨夏季可见和红外区光谱光强度甚至超过AM0光谱相应波长的强度, 即: 拉萨地面可见光和红外光强度偶尔超过大气层顶部的相应波长光强, 是由部分云的反射增量所致; 拉萨光谱谱峰出现在波长476.6 nm左右, 在2017年的夏至观测到的最大值为2.331 W·m-2·nm-1。 然而, 对太阳紫外线（280～400 nm）光谱的观测发现地面太阳紫外区的光谱强度总是明显低于AM0光谱相应区光强, 表明短波的紫外光被大气臭氧有效吸收。 虽然拉萨海拔3 680 m, 但通过对拉萨当地正午太阳紫外光谱分析发现拉萨地面波长小于300 nm的太阳紫外光谱强度几乎为零, 表明波长小于300 nm的太阳紫外线被大气层吸收, 没有到达地面。 同时, 研究了西藏高海拔太阳光谱与北京、 成都低海拔太阳光谱特征, 揭示了各地大气成分、 含量等诸多信息。 报道了2010年7月—2013年12月期间西藏太阳总辐射的观测结果; 结果显示拉萨当日太阳总辐射最大值中约18%超过了太阳常数（1 367 W·m-2）。 观测发现拉萨太阳总辐射瞬时最大值达到了1 756.09 W·m-2（2011年6月24日）。 报道了2008年7月—2013年12月期间西藏太阳紫外线的观测结果; 结果显示拉萨和那曲UVA日最大值平均值约为67 W·m-2, UVB日最大值平均值约为5.1 W·m-2; 拉萨和那曲当日太阳紫外线A和紫外线B最大值变化趋势保持了很好的一致性, 在5年多的观测期间紫外线强度没有出现明显的增强或减弱趋势。

溶解性有机质（DOM）是土壤中对气候变化较为敏感的组分, 在重金属迁移转化、 碳释放等土壤环境化学过程中占有重要地位。 同时, 青藏高原也是对气候变化最为敏感的地区之一。 而应用荧光光谱来探明气候条件的变化对土壤DOM的影响, 从而确定气候变化背景下DOM的环境化学行为方面的研究较少。 通过采集青海板达山不同海拔高度下（2 800, 3 000, 3 300, 3 600和3 900 m）的草甸土, 应用三维荧光-平行因子分析的方法测定土壤中DOM的荧光光谱, 揭示草甸土中DOM的来源、 组成和性质对不同海拔气候条件的响应特征。 结果表明: 海拔对土壤理化性质有重要影响。 随海拔升高, 土壤pH显著降低, 而有机质的平均值则从6.32%提高至13.75%, 但溶解性有机碳含量未有显著性变化。 同时, 海拔对DOM的来源与性质也产生影响。 DOM的BIX指数随海拔升高而升高, 表明: 微生物源对高海拔土壤中DOM的贡献更高, 可能是由于高海拔下的低温限制了植物残体等的分解和有机质的矿化。 而FI指数（1.332~1.621）处于自生源特征值（FI=1.9）和陆生源特征值（FI=1.4）之间, 表明: DOM的来源既有自生微生物活动产生, 又有植物残体与根际分泌物等陆源的输入。 但HIX指数在不同海拔土壤DOM中无显著性差异, 说明: 海拔的升高未显著改变DOM的腐殖化程度。 平行因子分析的结果显示, 在青海草甸土DOM中识别出6个有机组分（C1—C6）, 分别是: 两个类胡敏酸组分（C2和C4）、 两个类富里酸组分（C1和C3）、 一个水溶微生物副产物（C5）和一个类蛋白组分（C6）。 其中, 类富里酸和类蛋白分别是DOM中占比最高（54.69%~59.78%）和最低（5.42%~8.47%）的组分, 类胡敏酸则平均占DOM的25.08%。 对不同海拔下DOM的有机组分进行主成分分析, 结果显示: 各海拔土壤DOM的样点基本分散开, 这说明DOM的组成对海拔高度具有响应。 类富里酸组分C3、 类胡敏酸组分C4和类蛋白组分C6对各DOM组成差异的贡献最大。 随海拔升高, C3和C6的相对比重显著升高, C4则显著降低。 这说明高海拔的气候条件对类富里酸和类蛋白的生成有增强作用, 但限制了类胡敏酸的产生。 研究表明: 不同海拔气候条件下, 青海草甸土中DOM的来源、 性质和组成均有重要差异, 研究结果对评估青藏高原地区的土壤碳库, 并为预测全球气候变化背景下DOM对土壤中重金属迁移转化和碳循环等环境化学行为的影响提供理论基础。