《Journal of Hydrology: Regional Studies》：Spatiotemporal evolution of permafrost deformation and active layer thickness in the eastern Qilian Mountains based on an enhanced multi-temporal InSAR
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针对青藏高原东北缘多年冻土区地震和大气干扰严重、季节性形变监测精度不足的难题，本研究提出融合同震形变分离、CSS大气校正和变振幅季节分解的增强MT-InSAR框架，实现了2014–2024年Sentinel-1数据驱动的多年冻土形变与活动层厚度动态监测。结果显示季节性冻土区形变振幅更大、响应更快，而多年冻土区活动层呈现高海拔轻微增厚趋势，为高山冻土区水热相互作用及气候变暖响应机制提供了新见解。
在全球变暖的背景下，多年冻土的退化已成为寒区生态环境和工程安全的核心问题。位于青藏高原东北缘的祁连山东部，作为典型的多年冻土与季节性冻土过渡带，其对气候变化的响应尤为敏感。然而，该地区地形复杂、构造活动频繁，且2022年门源Mw 6.9级地震引发米级同震位移，严重干扰了毫米级的冻融形变信号；加之高原大气延迟效应显著，传统监测手段难以实现大范围、高精度的形变提取。为解决上述挑战，兰州交通大学周鸿宇团队在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表研究，通过集成Sentinel-1升降轨数据（2014–2024），构建了一套增强多时相InSAR框架，旨在揭示祁连山东部多年冻土形变时空演化规律及活动层厚度（Active Layer Thickness, ALT）的动态变化。
研究团队通过三大关键技术突破传统监测瓶颈：首先利用最小二乘反演分离同震形变，消除地震对长期形变序列的干扰；其次采用基于公共主影像栈（Common Scene Stack, CSS）的大气校正算法，有效抑制地形相关的大气相位；最后引入季节振幅线性变化模型，捕捉冻融过程的非平稳特征。通过多维小基线集（MSBAS）技术将升降轨LOS（Line-of-Sight）形变分解为垂直与东西分量，并结合ERA5-Land地表温度与土壤湿度数据，反演得到活动层厚度的空间格局。
主要研究结果
4.1 二维形变场特征
研究区LOS形变速率介于-63至+30 mm/年，但90%区域集中在±3.5 mm/年以内，显示长期形变整体平稳。垂直形变主导全区，高值区集中于河谷与低洼地带，反映冻胀融沉的主导作用；东西向形变幅度普遍小于±5 mm/年，且无显著季节周期，印证冻融形变以垂向为主。典型点位时间序列表明，季节性冻土区（如P1、P5、P6）形变振幅可达20–25 mm，且伴随长期沉降趋势，而多年冻土区（P2、P4）振幅约10 mm，部分点位出现持续沉降，暗示地下冰融化导致的压实效应。
4.2 季节形变分解与活动层厚度反演
通过线性变化季节模型提取的参数显示，年振幅（A1、A2）空间异质性显著，河谷湿润区振幅可达20 mm，而高基岩区不足1 mm。半年度分量（A3、A4）振幅普遍＜6 mm，但成功捕捉到冻结期“平台效应”。活动层厚度反演结果（0–5.3 m）表明，低海拔河谷区ALT较大（如门源盆地），且季节性冻土区呈现减薄趋势，而高海拔多年冻土区ALT轻微增厚，可能与积雪保温及夏季增温共同作用有关。
4.3 海拔控制的冻融响应差异
形变振幅与ALT均呈现海拔梯度特征：低海拔区（＜3700 m）形变振幅大、ALT厚，热交换活跃；高海拔区（＞3700 m）形变微弱、ALT薄，受低温与积雪绝缘效应抑制。相位于地表温度（LST）的滞后时间在季节性冻土区平均为69.4天，而多年冻土区达119.1天，印证了活动层热传导的延迟效应与积雪的调制作用。
结论与意义
本研究通过多技术融合的InSAR框架，首次实现了强震干扰区多年冻土形变与ALT的长期动态监测。研究发现，祁连山东部多年冻土退化呈现空间异质性：低海拔季节性冻土区冻深减薄，而高海拔多年冻土区活动层轻微增厚，反映了气候变暖下冻土系统的差异化响应。该成果不仅为寒区工程风险评估和生态水文研究提供了高精度数据支持，所提出的“地震-大气-季节信号分离”模型亦可推广至青藏高原及其他高山冻土区，对深化理解冰冻圈-气候反馈机制具有重要科学价值。
