我国最大冻土深度变化及初步解释

利用我国年最大冻土深度数据集,分析了我国最大冻土深度的空间分布及年代际变化。结果表明,我国最大冻土深度20世纪80年代以来开始减小,90年代显著减小。冻土深度减小的事实,反映了我国冬季极端最低气温升高与我国年平均日较差显著变小的趋势。冻土对气候变化具有敏感性。     

近47 a来黑龙江省地面最大冻土深度变化分析

利用黑龙江省1960～2006年20个地面测站最大冻土深度资料,分析了最大冻土深度的空间和时间变化特征,讨论了最大冻土深度与气温的关系,得出的结论可为公路工程设计提供理论依据。     

喀什地区1961—2010年最大冻土深度变化

利用1961～2010年喀什地区所属喀什市、莎车县、巴楚县、塔什库尔干县等4个代表性站50a的年最大冻土深度、冬季平均气温、极端最低气温、极端最低地温等资料,采用气候趋势系数和气候倾向率方法,对1961年以来喀什地区最大冻土深度变化进行了分析。结果表明,喀什地区平原多年平均最大冻土深度为48.1 cm,年际最大值与最小值深度差为82cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为-3.8cm/10a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,冻土深度减小主要受冬季平均气温升高的影响,气温每升高1℃,冻土深度减小7.75 cm;山区多年平均最大冻土深度为148.8cm,年际最大值与最小值深度差为88cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为-2.5cm/10a。     

喀什地区1961—201O年最大冻土深度变化

利用1961—2010年喀什地区所属喀什市、莎车县、巴楚县、塔什库尔干县等4个代表性站50a的年最大冻土深度、冬季平均气温、极端最低气温、极端最低地温等资料,采用气候趋势系数和气候倾向率方法,对1961年以来喀什地区最大冻土深度变化进行了分析。结果表明,喀什地区平原多年平均最大冻土深度为48．1cm,年际最大值与最小值深度差为82cm,年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为-3．8cm／10a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,冻土深度减小主要受冬季平均气温升高的影响,气温每升高1℃,冻土深度减小7．75cm;山区多年平均最大冻土深度为148．8cm,年际最大值与最小值深度差为88cm,年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为-2．5cm／10a。     

山西最大冻土深度时空分布特征

基于山西68个气象观测站1960—2018年月最大冻土深度资料,应用EOF和小波分析等方法,研究山西年最大冻土深度的时空分布特征。结果表明：(1)1960—2018年山西68站平均年最大冻土深度平均值为71 cm,极端最大值为192 cm,极端最小值为7 cm。近59 a山西68站平均年最大冻土深度呈显著减小趋势,气候倾向率为-1.394 cm·(10 a)^-1,且在1986年发生一次显著的气候突变。(2)山西68站平均年最大冻土深度存在准4 a周期。(3)山西年最大冻土深度空间分布整体上南浅北深、东浅西深。(4)山西年最大冻土深度EOF分解前2个模态的累积方差贡献率达58.4%,第1模态空间型为全省一致型,第2模态空间型为南北反向型。     

冻土深度观测记录误差的成因浅析

从地面气象观测报表审核及其工作检查的实际出发，按照《地面气象观测规范》对冻土观测的要求，对可能造成冻土深度误差的5种原因进行了初步分析，并提出了避免或消除冻土深度误差的相应措施。     

石家庄冻土变化特征与气候因子的关系分析

探讨石家庄冻土变化特征与气候因子的关系,以期作好土壤冻融预测.利用石家庄地区5个观测站1981—2010年逐日地温、降水量、蒸发量和冻土观测数据,采用线性趋势、完全相关系数和多元回归方法,分析讨论了该地区冻土变化特征与地温、降水量、蒸发量的变化关系.结果表明:石家庄地区土壤表面始冻期呈现明显推迟趋势,土壤表面解冻期呈现明显提前趋势,其中,中部地区始冻期推迟,解冻期提前趋势最为明显;11—12月平均地面最低温度与土壤表面始冻期正相关明显,2—3月平均地面最低温度与土壤表面解冻期负相关明显;秋季降水量和蒸发量对土壤表面始冻期推迟,冬季降水量和蒸发量对土壤表面解冻期提前影响较小.     

塔城地区1960-2018年季节性冻土的变化特征及影响因子分析

利用1960-2018年塔城地区9个气象观测站冻土深度及同期气温观测资料,采用数理统计方法分析了其分布状况、变化特征及其与气象因子的关系,结果表明：近59a塔城地区最大冻土深度均在120cm以上,大值区主要分布在中部、南部及托里,冻结初日最早出现于9月上旬,最晚结束于5月中旬;年最大冻土深度除额敏以4.00cm/10a的速率显著增多外,其余各站均表现为减少趋势,其中克拉玛依减幅最大;月际变化中1月、2月、5月、9月、10月仅个别站表现为增多趋势,其余站表现为减少趋势,而3月、4月、11月、12月9站均表现为一致的减少趋势;塔城地区最大冻土深度年际变异系数均表现为中等变异性,表明其对气候变化的响应较敏感;平均冻土深度年代际变化呈现“浅-深-浅-浅-浅-浅”的变化趋势,从1980年代开始平均冻土深度逐渐变浅;影响最大冻土深度变化的因子主要有年（月）平均气温、平均最低气温及气温日较差。     

甘南高原近37年冬季冻土深度变化趋势及影响因子分析

利用1976—2012年甘南藏族自治州8个气象站的冬季最大冻土深度、气温、地温、日照时数、降水量、相对湿度、蒸发、积雪资料,分析了近37年甘南高原冬季最大冻土深度的空间分布以及时间变化特征,进而采用相关系数法进一步探讨了冬季最大冻土深度变化的原因。结果表明:在空间分布上,甘南高原冬季最大冻土深度分布与本地海拔高度和地理位置密切相关。甘南高原冬季最大冻土深度梯度呈西北—东南走向,最大值出现在西北部夏河,最小值出现在东南部舟曲。时间变化上,近37年,甘南高原冬季最大冻土深度呈下降趋势,西北部高海拔区较东南部低海拔区下降更为明显,甘南高原不同地区冬季最大冻土深度在不同时段内存在明显的3—5年和6—7年的周期反映,除合作、玛曲外,在20世纪80到90年代都发生了减小突变。相关系数法分析表明,影响甘南高原冬季最大冻土深度的气象因子主要是热力因子,热力因子中关联最强的是地温和气温,水分因子中与甘南高原大部分站关联最强的是积雪日数。     

库尔勒-鄯善沿线可能最低地温和可能最大冻土深度及其重现期分析

在对库尔勒-鄯善沿线极端最低地温和最大冻土深度对比分析基础上,应用极值分布原理和谢赫特尔公式预测库尔勒-鄯善沿线今后50年、100年一遇极端最低地温和最大冻土深度及各深层地温.从中发现了最冷月40cm地温与最大冻土深度存在负相关关系,这对于输油管道的埋深等具有实用价值.     

北京地区冻土时空分布特征

基于1981—2021年北京地区6个气象站的逐日最大冻土深度、平均气温、平均地表温度及5、10、15、20、40、80 cm地温等资料,分析了近40年北京地区最大冻土深度的时空分布特征及其与气温和地温的关系。结果表明：北京地区最大冻土深度总体呈变浅趋势,气候倾向率为-2.3 cm/10 a,各站点最大冻土深度变浅趋势从西到东呈逐渐减弱趋势。北京地区最大冻土深度与40、80 cm地温相关性最好,与地表温度相关性较差。选取2021至2022年北京地区冻土对比试验数据,评估测温式冻土自动观测仪观测精度,发现仪器安装至少一个冻融周期后与冻土人工观测吻合度更好,测温式冻土自动观测仪的观测精度与仪器安装位置的地下岩层、土质分布密切相关,需要在仪器稳定运行后根据当地实际优化算法和冻融阈值。     

1962-2007年伊犁河谷冻土分析

利用1962--2007年伊犁河谷气象站冻土资料,分析了46a伊犁河谷季节性冻土变化情况。伊犁河谷冻土开始日期逐渐延后,各站的平均开始日期从10月29日延后到11月19日,推迟了20d。冻土结束日期提前,冻土持续时间缩短21d。平均冻土深度和最大冻土深度均减小,其中最大冻土深度从62．47cm减少到51．93cm。     

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。     

秋冬气候变化对乌鲁木齐冬小麦播期的影响

通过对1976-2006年秋冬气候条件分析。得出鸟鲁木齐冬小麦冬前生长期间和越冬期间的气候条件发生了较明显的变化,表现为气温升高、降水减少、冬前〉0℃积温增加,越冬期初日后推,冬前生长期延长,越冬期间负积温减少。结果表明随着气候的变暖适当晚播更有利于冬小麦生长,冬小麦的适宜播种期应在传统播种期的基础上向后推迟一候左右。     

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。     

新疆阿勒泰地区冬季低温日数气候特征

利用1961～2012年新疆阿勒泰地区7站1月、2月和12月及冬季日最低气温低于-20℃的日数资料,采用线性回归、经验正交函数分解、Mann—Kendll突变检测、R／S分析等方法,对低温日数的时空变化进行了分析。结果表明：（1）冬季及各月的低温日数具有自东南向西北递减的空间分布特征,且1月出现的低温日数最多,12月出现的最少;（2）冬季低温日数的极值空间分布特征与平均值的一致。其中,年极大值出现的时间集中在1960年代中期至1970年代中期之间,年份差异较大,而年极小值均一致的出现在2006年;（3）各站冬季平均低温日数在近51a内的倾向率为-1．71--4．24d／10a,呈减少趋势,而各月的倾向率（吉木乃站1月除外）同冬季的一致,均为负值,但变化率均小于冬季的;（4）第1特征向量场的分布显示,冬季低温日数在空间上具有较好的一致性,高值区位于阿勒泰市、哈巴河县等高发区,中心值为0．455;（5）西部的哈巴河、吉木乃和布尔津3县及中部的阿勒泰市,均没有发生突变,而南部的福海和东部的富蕴和青河2县均在1980年代有下降趋势的突变发生;（6）各站红季及各月的低温日数的R／S分析的H指数显示,未来的趋势与过去一致,仍呈减少趋势。     

近50年来中国季节性冻土与短时冻土的时空变化特征

在对中国冻土气象观测资料整理和分析的基础上, 研究了中国冻土分布的时空演变规律。主要分析了中国冻土分布的季节变化、冻土深度的空间变化, 以及冻结日期、解冻日期、冻结时间长度的空间分布特征, 同时也分析了以上各要素的时间变化特征。结果表明: 中国冻土分布广泛, 在我国东部的长江以北地区、西北地区及青藏高原地区均有分布; 其中季节性冻土具有显著的年内变化特征, 冻结一般从秋季开始, 冬末春初冻结的面积和深度达到最大, 春季逐渐开始融化, 夏季冻结的面积和厚度达到最小; 冻土的冻结过程和融化过程表现出各自不同的特征, 整个中国地区冻土的融化过程所持续的时间比冻结持续的时间长, 也更为复杂, 这与地形及土壤特性有着密切的关系; 近几十年来, 在全球变暖背景下, 中国冻土主要表现为最大冻土深度减小, 冻结日期推迟, 融化日期提前, 冻结持续期缩短, 以及冻土下界上升的总体退化趋势, 冻土的主要转型时期发生在20世纪80年代中期。