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。     

巴州冬季最大冻土深度的变化

冬季最大冻土深度对于国民经济建设有直接影响。巴州平原地区冬季最大冻土深度南浅北深。各站冬季最大冻土深度的变化趋势并不一致。冬季的温度等是冻土变化的主要影响因子，局地的冻土变化受其它因子影响更大。     

三江源冻土-植被相互作用及气候效应研究现状及展望

三江源冻土、植被二者之间存在着强烈的相互作用的关系,并通过改变土壤水热特性以及地表-大气间的能量和水分交换过程影响局地气候,加快或减缓气候变化,源区的生态安全面临挑战。本文综述了近几十年来三江源区冻土、植被特征及变化趋势、冻土-植被相互作用过程以及冻土、植被变化的气候效应,在此基础上对未来研究方向进行了展望。主要认知如下：三江源地区是季节性冻土和多年冻土的交汇带。植被类型有高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠等,植被生长季较短。近几十年来,在全球变化影响下,源区冻土和植被经历了快速的变化。冻土土壤温度明显升高;多年冻土面积减小而季节性冻土面积增加;多年冻土活动层厚度及融化期增加而季节性冻土最大冻结深度及冻结期减小。植被物候整体表现出返青期提前,黄枯期推迟,生长季延长的特征;同时高寒植被生态系统的结构和功能也发生了明显变化。土壤的水、热状态是连接冻土和植被相互作用的重要纽带。冻土的冻融状态,土壤的水、热过程对高寒植被的生长有着密切的影响;同时位于冻土上层的植被,又通过植被特征和生态系统的变化,影响土壤温度、湿度,反作用于冻土的形成和发展。冻土和高寒植被作为三江源两种典型的下垫面,在陆-气相互作用...     

青海高原多年冻土对气候变化的响应

年平均地温是冻土分带划分的主要指标之一，本利用青海高原气象台站的年平均地温资料，建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型，结合地理信息分析系统和DEM数据模似出青海高原的冻土分布图。分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应及其对生态环境的影响。结果表明：气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高，特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。二十世纪60年代与90年代相比，高原多年冻土下界分布高度上升约71米，季节性冻土厚度平均减小19cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原年近40a来气温变化的空间特征相一致。     

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。     

近50年来辽宁省冻土的时空变化特征

利用辽宁省61个气象站1964—2013年的冻土观测资料,采用线性回归、相关性分析、不同气候期对比等方法,结合ArcGIS分析了辽宁省冻土的空间和时间变化特征。结果表明:辽宁省冻土随纬度呈带状分布;土壤冻结具有明显的季节变化特征,冻结期在10月至翌年5月,冬末春初冻结的面积和深度达到最大值;冻结日自北向南逐渐推迟,消融日则相反;在全球变暖背景下,冻土深度随温度的上升而减小;大部分地区年平均气温和地表温度与最大冻土深度呈显著负相关,是影响冻土深度的重要因素;从各气候期100cm等深度线也可以明显看出最大冻土深度呈逐渐减小趋势。     

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。     

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。     

若尔盖高原草原湿地40年积雪的初步研究

本文利用若尔盖气象站1971～2011年总共40年的积雪和冻土记录,分析了每年冬春季(10月到第二年5月)积雪和冻土的变化,以及它们与温度和降水的关系。积雪的减少是对全球变暖的响应。与积雪渐渐减少的趋势相比,冻土并没有明显的长期变化趋势,而从冻土与温度的相关性看出,冻土深度与当年温度呈负相关。小波分析表明,最大冻土深度的变化周期为8年,而积雪月平均温度的变化周期为4年。     

近55 a佳木斯地区最大冻土深度变化特征及其影响因子的分析

利用1961-2010年佳木斯、富锦2个代表站55 a的最大冻土深度及影响冻土的降雪、冬季温度等资料,采用气候趋势系数和气候倾向率的方法,对1961年以来佳木斯地区最大冻土深度变化进行了分析。结果表明,佳木斯地区最大冻土深度年际变化呈减小趋势,西部减小趋势明显大于东部;影响最大冻土深度变化的主要因子是最大积雪深度和冬季平均降水量,而且两者是呈负相关,相关系数通过信度为0.001的显著性检验。     

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。     

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。     

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。     

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。     

平安地区自建站以来冻土变化规律分析

利用1989—2013年平安区气象局冻土资料,分析了25a平安地区季节性冻土变化情况。平安区冻土开始日期逐渐延后,1989—2000年,平均开始日期为11月1日,2001—2013年,平均开始日期为11月8日,平均开始时间推迟了7d。冻土结束日期提前,2000年以前的平均解冻日期是3月21日,2000年以后的平均解冻日期是3月8日,解冻时间提前了13d。冻土持续时间缩短了21d。平均冻土深度和最大冻土深度均减小,其中平均冻土深度从2000年以前的93.5cm减少至2000年以后的88.5cm。平均深度减小了5cm。     

不同大气强迫作用下陆面模式CAS-LSM多年 冻土活动层厚度模拟与不确定性研究

冻土在气候系统中起重要作用,研究并揭示冻土时空变化对于增加陆气相互作用的理解具有重要意义.本研究利用包含土壤冻结融化界面动态变化的陆面过程模式CAS-LSM(Chinese Academy of Sciences Land Surface Model),采用0.9°(纬度)×1.25°(经度)分辨率,结合4种大气强迫数...     

滨州冻土层时空分布特征及预测模型研究

基于1981-2019年间滨州地区7个国家气象观测站资料,利用最小二乘法和R/S分析法分析了最大冻土深度时空变化特征和未来的持续性,并引入BP神经网络建立冻土深度预测模型.结果表明:(1)滨州市年最大冻土深度呈逐年减小趋势,其中减小趋势最大为滨州南部邹平县,最小为滨州北部无棣和沾化;(2)滨州各站最大冻土深度年际变化趋...     

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。     

青海高原多年冻土对气候增暖的响应

利用青海高原气象台站的年平均地温资料,建立了年平均地温与海拔和经纬度的关系模型,结合地理信息分析系统和DEM数据模拟出青海高原的冻土分布图,分析了青海高原多年冻土对气候变化的响应。结果表明：气候变暖已引起高原多年冻土面积的减少和冻土下界的升高,特别是在多年冻土边缘不衔接或岛状冻土区发生比较明显的退化。20世纪60年代与90年代相比,高原多年冻土下界分布高度上升约71m,季节性冻土厚度平均减小20cm。年最大冻土深度变化的空间分布特征与青海高原近40年来气温变化的空间特征相一致。     

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。