5.10厘米地温已为零下为何无冻土记录?

冻土观测是指量取含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下呈冻结状态时的冻结厚度。而在冻土观测记录中,有时5、10厘米深地温已为0℃或以下,但冻土器内管仍无冻结冰柱。当出现这种情况时,查看附近地表面,会发现土壤的确冻结了。显而易见,这种记录有问题。为什么会出现这种记录呢? 一、仪器安装使用方面 1、冻土器内管水量不足,顶部为空气所充塞。 2、内管里的链子断开,下部的重锤将软橡皮管拉长。 3、内、外管的0线与地面不齐平。 4、外管内有落进的降水(或外管破裂处渗进水)或其它物,其热容量缓解了降温速度和幅度。     

地温和冻土变化的一些规律

初冬,当5厘米深度地温在0℃上下变化时,容易出现误读和正、负号记错的情况,冻土的冻结与否也不好掌握。经统计本站1975—1983年11至12月地面最低温度和8时5厘米地温、冻土等资料,我们发现它们之间有一定的变化规律。     

常见的冻土测量错误原因及防范措施

1 引言 冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下时而呈冻结的状态,这种现象在气象学上称为冻土.该项目是中国北方地区许多气象台站的冬季观测项目之一.它是以灌注在橡胶皮管中水的冻结深度为记录的,《地面气象观测规范》规定每天08时观测一次.在观测地温表以后,把冻土器的铁盖连同橡皮内管取出来,用一手拿住橡皮管而以另一手摸测管内冰柱的下端与哪一刻度线相近(从零厘米线进行计算,即冻土深度),以厘米为单位,只取整数,小数四舍五入.冻土深度不足0.5 cm,记"0",冻土全部融化或没有冻土时,冻土栏不填.     

冻土器无记录的原因

冻土器无记录的原因赵翠珍（清水河县气象局）冻土是指含有水分的土壤因温度下降至０℃或以下时而呈冻结的状态。由于测定冻土的冻土器是一装在特制硬橡胶管内的带有刻度的胶皮内管，因此，测得的冻土记录与自然地面的冻结深度往往不同，在地面温度降至０℃或以下时，内管...     

扰动可加速冻土冻结

扰动可加速冻土冻结在实践中发现：初冬时节,当５ｃｍ地温降至０℃以下时。如果０８时定时观测前半小时巡视仪器未动冻土器,０８时观测时就没有冻土冻结现象;如果巡视仪器时将冻土器抽出并用手触摸内管,则０８时观测时就有冻土冻结现象。这说明,扰动加速了冻土器的冻...     

冻土器中无冻结层的原因分析

冻土是不少台站在冬季的观测项目。它是利用灌注在橡皮内管中水的冻结深度 (长度 )作为记录的 ,《规范》规定每天0 8时观测 1次。在检查台站的记录时发现 ,有时地面温度较低 ,甚至 5ｃｍ地温降到了 0℃以下 ,也没有冻土记录。从表面看没有冻土记录有疑误 ,但仔细分析应属正常情况。①地面温度表及浅层地温表安装在没有自然覆盖的裸地处 ,而冻土器是安装在有自然覆盖的地段。根据气象学理论 ,两地段的地面温度及浅层地温有较大的差异 ,在夜间有自然覆盖的地方地温偏高。②冻土器安装的允许误差是± 3ｃｍ ,因此台站冻土器的起点 (即零点 )位…     

一次温度误读的还原

1988年4月下旬的一天,笔者值大夜班,3时接班时,天空晴朗无云,湿度中常,微风.20时-3时夜间晴,温度计指示总趋势下降,地面温度为-0.7℃,最低为-2.7℃.而02时记录干球温度为5.7℃,地面0厘米温度为17.8℃(读数),5厘米温度为6.6℃.一般来说,在这种天气条件下,温度变化规律是,地面温度低于干球温度,且数值上约低6.0℃左右.这时地面0厘米比干球温度高这么多,记录显然有问题.     

人工冻土观测的冻点对应的土壤温度研究

基于2018年12月至2020年3月喀左、沈阳、辽阳、满洲里4个国家级地面气象站人工冻土器与测温式冻土自动观测仪观测的资料,对人工冻土观测获得的冻点与测温式冻土自动观测仪获得的相应深度的温度进行对比分析。结果表明：人工冻土器获取的冻点对应的土壤温度与0℃总体一致,又不完全重合;0—35 cm深度范围,冻点对应的温度变化范围为-2~6℃,呈现跳跃性变化。35 cm以下深度范围,冻土冻点对应的温度变化范围为-0.5~1.0℃;融化过程冻点对应的平均温度高于冻结过程冻点对应的平均温度。从完全融化时间上来看,人工冻土器观测到的完全融化时间晚于测温式冻土仪0℃线完全消失的时间。人工冻土观测的实质是获得土壤温度0℃点所在位置。灌注不同台站水的冻土器内管在相同的温度环境下,冻结与融化状态无明显区别;人工冻土器内管冻结过程是温度和持续时间双重作用的结果,深层土壤温度变化缓慢,使得内管中的水冻结和融化需要的时间长。另外,作为接触式测温设备,减小外因产生的时滞是提高其灵敏度的重要环节,建议测温式冻土仪的外管壁使用温度滞后效应更小的金属外管。     

高寒地区冻土活动层变化特征分析

利用1960-2010年黑龙江省83个气象站的冻土和0 cm地温资料,采用线性回归和多项式回归方法,分析了黑龙江省冻土活动层的时空变化特征,揭示了黑龙江省五个典型气候区域最大冻土深度的变化趋势与特征,讨论了黑龙江省冻土活动层的影响因子。结果表明：黑龙江省冻土活动层冻结开始于9月份,至冬季3月份冻土深度达到最大值,8月份时冻土厚度接近于0 cm。由北向南,最大冻土深度逐渐变小,冻结开始时间逐渐推迟,融化结束时间逐渐提前。黑龙江省最大冻土深度均呈显著减小趋势,存在明显的退化趋势。从年代际变化上看,20世纪90年代前黑龙江省最大冻土深度变化不大,最大冻土深度较深,90年代后最大冻土深度呈显著减小趋势。高纬度地区地温低,在同等条件下冻土深度较低纬度地区大。     

一段浅层地温记录失真的分析

在天水观测站1983年12月《地面气象记录月报表》的备注栏中,有这样一段文字:“9日08时观测后,重新垫平地温场地,由于土质不一样,使9日14时至12日20时5、10、15、20厘米曲管地温失真,记录从缺。”对这段失真记录的原因,有必要再分析。     

基于GIS空间分析模型的冻土研究——以祁连山木里地区为例

2008年祁连山木里冻土区发现天然气水合物,冻土作为天然气水合物重要的形成条件,控制着陆域水合物的成藏。本文根据祁连山多年冻土参数经验公式,通过在ArcGIS中对由木里地区DEM空间分析,建立多年冻土参数计算模型,得到木里年均气温、年均地温和多年冻土厚度空间分布特征。木里地区年均气温-8~-5℃,年均地温-5~-2℃,冻土厚度80~180m;聚呼更矿区年均气温-7~-5℃,年均地温-4~-2℃,多年冻土厚度90~120m;大通山地区,年均气温低于-7℃,年均地温低于-4℃,冻土厚度大于130m。结合研究区烃源岩分布资料,认为木里盆地与大通山接壤的盆-山地貌过渡地带为天然气水合物最有可能成藏的区域。     

冻土观测分析

冻土观测分析王吉兴（张掖地区气象局７３４０００）“冻土是指含有水分的土壤因温度降到０℃或以下时而呈冻结的状态，是反映土壤热状况的一项指标，在研究地表和大气的热量交换上有一定的意义”。由冻土的定义可知，与冻土说明：①因０８时不进行８０ｃｍ，１６０ｃｍ地...     

新疆气候之最(八)

新疆哪里冻土最深地温和冻土有着必然的联系.地温高,有利于农作物根系发育和壮大,有利于根系吸收土壤中的水分和养料,完成作物生长.地温降到零度,土壤中水分开始冻结,形成冻土.在有季节性冻土的地方所埋设的输油管道、自来水管道、暖气管道需要多深才能既不冻裂管道,又能最大程度的节省材料和劳动力.这里我们介绍几个极值.     

基于FDR原理的冻土测量方法

在我国地面气象观测中,冻土的自动观测一直未能实现,为了解决这一问题,本文基于频域反射(Frequency Domain Reflectometry,FDR)测量原理,通过测量土壤介电常数变化实现冻土测量的方法,设计了一种基于平面电容传感器分层检测冻土的传感器,土壤冻结时,其内部水分会相变为冰,水的介电常数远大于冰,利用水冻结相变后引起介电常数急剧变化的特性,建立了基于土壤介电常数、地温反演冻土的数学模型,并进行了典型土壤实验室冻结试验及外场对比观测试验,结果表明:冻土传感器能正确分辨土壤冻结状态,测量数据与人工观测趋势一致,相关系数可达0.99以上,平均测量误差小于3cm,基于介电特性的冻土传感器可以准确连续测量土壤的冻结深度及其生消变化。     

中国西部土壤冻融起止期和冻结深度及其与气温关系的时空分布特征分析

冻土变化对寒区基础建设、水文、生态等都有重要影响,在全球变暖背景下,探究土壤冻融过程具有重要现实意义。本文基于中国自然地理特征和冻土特性,划分出中国西部地区(以下简称西部地区)作为研究区域,并利用1981年1月至2020年6月ERA-5地表温度、土壤体积水含量和逐月气温数据,分析了近40年中国西部地区土壤冻融状况、活动层厚度和最大冻结深度空间分布,探讨了冻融状态与气温、海拔的相关性。研究结果表明：西部地区冻融起始时间空间分布具有由高海拔地区至低海拔地区冻结推迟、融化提前的特征。高海拔的藏北高原冻结最早,融化最晚,冻结持续时间最久昆仑山脉上零星区域冻结最长可持续300天以上。海拔低且土壤含水量低的西部西北塔里木盆地,冻结最晚,融化最早,融化持续时间最长,塔克拉玛干沙漠区域融化可维持在280天以上。多年冻土活动层厚度基本都超过2.0 m,只有喀喇昆仑山脉附近的区域才有较大范围活动层厚度低于2 m的区域,青藏高原的季节性冻土冻结深度最大,厚度可以达到2 m以上,塔里木盆地冻结深度最浅,厚度在0.6 m以内。1981-2020年间,西部地区冻结起始日推迟,融化起始日提前,开始冻结和完全冻结起始...     

成都双流国际机场霜、雪天气特征及其对运行的影响

利用成都双流国际机场2012—2020年的地面观测资料和温江站常规探空资料等,统计了双流机场霜、雪及相关气象要素的基本特征;同时利用双流机场指挥中心提供的2018年除冰记录,统计分析双流机场霜、雪天气对运行的影响。结果发现：双流机场出现霜时,气温多在04时下降至20 ℃,07、08时降至05 ℃,相对湿度多在04时达到95%并维持,天空状况为少云到多云,平均风速00时后多在 1 m/s以下;双流机场雪（含雨夹雪）出现时,700 hPa气温平均为-12 ℃,850 hPa为-5 ℃,925 hPa为0 ℃,地面平均气温24 ℃,平均露点温度04 ℃,0 ℃层距离地面的平均高度为400 m;07—08时出现00 ℃以下低温,且相对湿度接近饱和时,会对运行有较大影响。     

1985—2020年呼伦贝尔市冻土气候变化特征

利用1985—2021年呼伦贝尔市15个国家气象站各层地温、第一冻土层下限、最大冻土深度资料,研究呼伦贝尔市冻土气候演变特征,同时采用重标极差（R/S）和非周期循环分析,统计最大冻土深度等气象要素时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度,分析最大冻土深度等气象要素变化趋势和记忆周期。研究表明：（1）0cm地温、40cm平均地温、80cm平均地温都呈现出增大趋势,且0cm地温增大趋势最显著,特别是0cm地温最小值增大更加明显。（2）冻结持续日数呈缓慢减小趋势,其中中部偏北海拔超过600 m山区持续时间最长,西南部和东南部地区持续时间最短。（3）7月中旬冻土在北部地区开始,9月开始到10月下旬向西南和东南地区扩展,次年5月上旬至6月下旬自西南和东南地区向北部地区开始消失。（4）最大冻土深度呈现逐年减小趋势,突变年份出现在1988年,最大冻土深度在7－9月最浅,次年2－4月最深,10月－次年1月是最大冻土深度不断加深的过程,5－6月是最大冻土深度显著减小的时段,其中最大冻土深度最大值出现在西部偏南地区。（5）R/S和非周期循环分析表明,冻结持续日数和最大冻土深度未来减小趋势仍将持续,持续时间分别为10 a和8 a;0cm地温、40cm平均地温、80cm平均地温未来增大趋势仍将持续,持续时间都为12 a。     

浅层地温变化与短期暴雨天气

一、前期浅层地温变化与后期暴雨的实例分析 1980年6月28—30日受高空冷低压槽和地面冷锋影响,造成我县大暴雨天气,28日雨量为108.4毫米,过程雨量为171.0毫米。暴雨前本站15厘米深度平均地温由24.9℃上升到29.3℃,地面最低温度由19.4℃上升到24.7℃,14时水汽压由21.5毫巴上升到31.0毫巴。由于高空槽后不断有冷空气补充,使过程持续三天。从实例可以看出,浅层地温变化是影响短期暴雨天气的重要因子之一。根据汤懋苍等的研究:Z_s(?),K_s为土壤导热系数,它的变化范围大致是3×10~(-3)—7×10~(-3)厘米~2/秒,代入上述公式计算可得到均幅深度(Z_s)与周期(T)的关系,见表1。当T为1—2天的天气变化时,其Z_s的变化大致在15厘米。结合历     

大同市冻土气候变化初探

利用大同市所辖8个站1962—2012年地面气象观测记录中的冻土资料,采用线性倾向估计、累积距平等方法,分析大同市土壤开始冻结期、完全解冻期、冻结期及最大冻土深度的变化特征及其影响因素。结果发现：51年中大同市冻土主要表现为最大冻土深度减小, 开始冻结期推迟,解冻期提前, 冻结持续期缩短的总体变化趋势,冻土除了受气温的影响外,局地因素对最大冻土深度的影响较大。     

冻土观测中一个值得注意的问题

在冬季的冻土观测中,常出现这样的问题。值班员来回挤压内管,发现管内水并未冻结。可是当接班员巡视仪器时,冻土却有几个厘米。于是引起一场争论。这是怎么一回事呢? 原来比较纯净的水,如不受震动,那么到温度低于0℃时也常不会结冰;这叫做过冷却水。过冷却水是很不稳定的,只要稍微摇动一下,就会冻结起来。冬季湿球纱布溶冰后,到观测时有时纱布尚未冻结;但