1990-2014年西藏季节冻土最大冻结深度的时空变化

最大冻结深度是季节冻土变化的主要指标,也是季节冻土地区工程设计、建设、运营的重要参数。通过斯蒂芬（Stefan）方法计算了1990-2014年西藏地区季节冻土的最大冻结深度,分析了其时空变化特征,结果表明：近25 a西藏地区季节冻土最大冻结深度在空间分布具有垂直分带性、纬度地带性和区域性等规律,基本上呈自西北向东南方向递减的空间分布特征;时间上,在全球气候变暖的背景下,最大冻结深度基本呈逐年减薄的特征。西藏地区季节冻土最大冻结深度与年平均气温和年降水量呈现负相关,随着年平均气温和年降水量的上升,最大冻结深度呈减小的趋势,且最大冻结深度对年平均气温的响应比对年降水量的响应显著。     

青藏高原地温时空分布及某重大线性工程深部高地温风险分析

青藏高原地区地质构造复杂,缝合带及断裂、温泉出露等不良地质现象分布较多,易产生局部异常高热源。在明显的地热异常与大埋深的共同作用下,在建的某交通线路极易受到高地温灾害的威胁。本文在整理归纳青藏高原近地表地温分布规律的基础上分析了隧道高地温的成因,依托某交通线路的折多山隧道、拉月隧道等典型深埋长大隧道,对某交通线路的深部高地温风险进行了定量评价,并与国内外其他隧道的高地温风险进行了对比。结果表明:青藏高原近地表地温的分布具有显著的时间变异性及空间分布不均衡性。总体上,从时间上,青藏高原地区近地表地温近50年来呈增高趋势,从空间上,呈从北向南,从西向东增加的趋势;折多山隧道、拉月隧道等典型隧道受不同程度的高地温风险的影响,拉月隧道的高地温风险高于折多山隧道,高风险区的分布与隧道埋深、地质构造等因素相关,在地热异常区,特殊的地质构造是深部高地温的主要成因;最后通过与国内外工程地质背景类似的隧道对比分析认为,某交通线路折多山隧道、拉月隧道等高地温风险在合理的工程措施下总体可控,但需要在规划建设过程中加强深部高地温风险的科学综合防控。     

城市和郊区浅部地温场差异

为了了解和掌握城市和郊区浅部地温场的变化规律,在南京市城区和郊区分别建设了长期观测站,并选择了多个随机观测点,获得了一批地温场资料,通过分析发现:(1)城市地温场年平均温度为19.23℃,比郊区高2.02℃,存在显著的城市热岛现象。(2)城区和郊区地温场存在明显的时空差异:在时间序列上,城郊地温场日平均温差波动幅度较大,变化范围为0.37～3.83℃; 月平均温差变化范围为1.34～2.9℃,最小平均温差出现在11月,最大平均温差出现在7月; 季平均温差变化范围为1.53～2.45℃,其中夏季平均温差最高,秋季最小。在深度空间上,日气候因素对地温场的临界影响深度约为60cm,在此临界深度以下,每增加100cm,月平均最高/低温出现时间滞后约1个月; 在0～300cm深度内,城郊地温差总体上随深度的增加有递增趋势。在平面空间上,城郊地温场的分布很不均匀,而且城区地温场的不均匀性更加突出。     

西藏自治区季节冻土区最大冻结深度及动态变化特征研究

利用西藏29个基准(基本)观测站1990-2014年逐日0cm地温资料,采用回归统计、斯蒂芬法等方法进行研究,基本查明西藏地区近25年间逐年最大冻结深度的变化情况。西藏地区最大冻结深度空间分布,西北靠多年冻土地区以及高山地区大于东南中低山谷地区;最大冻结深度呈从西北向东南方向递减的分布特征。最大冻结深度年变化率呈现出逐年变浅趋势,靠多年冻土区在个别低温年份冻结深度会明显增加。研究表明,除昌都市的最大冻结深度与年降水量呈现正相关外,其他地区最大冻结深度与年平均气温,年降水量基本呈负相关。年最大冻结深度与年平均气温的相关性,高于与年降水量的相关性。最大冻结深度减薄趋势反映与年平均气温和年降水量升高相关,最大冻结深度与年平均气温的相关性较与年降水量相关性显著。     

西藏自治区季节冻土区最大冻结深度及动态变化特征研究

利用西藏29个基准(基本)观测站1990-2014年逐日0cm地温资料,采用回归统计、斯蒂芬法等方法进行研究,基本查明西藏地区近25年间逐年最大冻结深度的变化情况。西藏地区最大冻结深度空间分布,西北靠多年冻土地区以及高山地区大于东南中低山谷地区;最大冻结深度呈从西北向东南方向递减的分布特征。最大冻结深度年变化率呈现出逐年变浅趋势,靠多年冻土区在个别低温年份冻结深度会明显增加。研究表明,除昌都市的最大冻结深度与年降水量呈现正相关外,其他地区最大冻结深度与年平均气温,年降水量基本呈负相关。年最大冻结深度与年平均气温的相关性,高于与年降水量的相关性。最大冻结深度减薄趋势反映与年平均气温和年降水量升高相关,最大冻结深度与年平均气温的相关性较与年降水量相关性显著。     

兰州市榆中盆地地球水化学特征与地温场分析

榆中盆地位于兰州—定西中新生代凹陷盆地的中部。为探求和寻找可供开发利用的地热资源 ,从 1999年春节开始 ,对榆中盆地地热形成机制进行了初步研究 ,5月开始进行地温、水化学的全面调查与实地测定。结果 ,发现地球水化学与地温场存在密切关系 ,并依此确定了地热异常区和深部断裂构造。其形态、空间分布特征与后来物探电测深成果和钻探成果基本一致。证实榆中盆地存在地热构造背景条件和深热源机制 ,为进一步的地热勘探和地热资源开发提供了可靠依据。     

吉林省季节冻土冻结深度变化及对气候的响应

In order to understand the response frost depth of seasonally frozen soil to climate change, based on the meteorological data about daily air temperature, surface temperature, snow cover depth and frost depth from 46 meteorological stations in Jilin Province from 1961 to 2015, the spatial-temporal distribution of frost depth of seasonally frozen soil in Jilin Province and its response to air temperature and snow cover were studied through the method of linear tendency estimation and abrupt change analysis. The result showed that the maximum frost depth decreased gradually from west to east, the maximum frost depth of most stations showed a downward trend. Frozen soil occurred mainly from October to June, and the annual maximum frost depth almost always occurred in March. The frost depth varied greatly in the west, followed by the middle and the east. From 1961 to 2015, the maximum frost depth had decreased significantly at a rate of-5. 8 cm • (10a)^-1. The maximum frost depth had basically decreased years by years. Since the 1990s, the maximum frost depth has decreased significantly. The maximum frost depth changed abruptly in 1987, and then decreased by 22. 2 cm. The frost depth was sensitive to air temperature, and the maximum frost depth of most stations was negatively correlated with average air temperature. In terms of annual variation, the rise of temperature was the main reason for the decrease of maximum frost depth. During the stable frost period of seasonally frozen soil, the ground surface was covered with snow;when the snow depth exceeded 10 cm, the effect of heat preservation become stronger gradually;when the snow depth reached 20 cm, the effect of heat preservation was more significant and the frost depth was lesser. © The Author(s) 2019.     

淮南煤田现今地温场特征

在系统分析淮南煤田大量地面钻孔井温测井数据和井下巷道围岩温度测试数据的基础上,结合58块岩石样品的热导率测试结果,全面阐述了该区现今地温梯度和大地热流的分布特征。研究表明,淮南煤田现今地温梯度的众值介于2.50~3.50℃/hm之间,平均地温梯度为2.9℃/hm;大地热流值变化范围为31.87~83.9 m W/m2,平均热流值为63.69 m W/m2,地温梯度和热流值区均高于淮北煤田;大地热流受地温梯度控制明显,其变化特征和地温梯度分布较为相似,整体表现为中东部高,西部其次,东南部最小的特征。分析揭示,区内现今地温场和热流分布主要受区域地质背景和区内构造格局的控制。     

西安市浅层地温场特征及其影响因素分析

基于可靠的浅层地温测量数据,系统分析西安市浅层地温场的分布特征及其影响因素。分析得出:受区域构造的影响,位于断裂带附近的监测井地温梯度值均大于6℃/100m,其他区域监测井地温梯度值在1.5～2.0℃/100m之间,全区平均地表热流值为78.8 mw/m2,高于全球大地热流平均值(61.1mw/m2);区域地下水、岩土体岩性及结构也是浅层地温场分布的重要影响因素。     

1979-2014年东北地区雪深时空变化与大气环流的关系

基于被动微波遥感反演的雪深数据集（1979-2014年）,利用Mann-Kendall检验、R/S分析、相关分析和小波分析等方法研究了东北地区雪深时空变化特征及其与大气环流的关系。结果表明：1979-2014年,东北地区年均雪深总体呈减小趋势,减小速率为-0.084 cm·（10a）^-1。其中,春季雪深减小速率最大,为-0.19 cm·（10a）^-1（P<0.05）,其次是冬季[-0.17 cm·（10a）^-1],而秋季雪深减小速率最小,仅为-0.05 cm·（10a）^-1。空间上,平原区（东北平原和三江平原）与少部分高原区（呼伦贝尔高原西南部）年均雪深呈增大趋势,山地（大、小兴安岭和长白山）与高原大部（内蒙古高原）雪深呈减小趋势,而且雪深增大区域的面积和变化速率均小于雪深减小的地区。东北地区年均雪深变化的Hurst指数为0.85,表明雪深未来减小的持续性很强;同时雪深变化具有22 a的主周期。春秋季雪深变化与东亚槽强度及北半球极涡面积呈显著负相关性,而冬季雪深与北半球副高强度关系密切。     

1961 - 2017年中国东北地区降雪时空演变特征分析

利用东北地区162个气象台站逐日降水量和天气现象数据, 采用统计分析方法, 对近57年（1961 - 2017年）降雪的气候特征和时空演变规律进行了分析。结果表明： 降雪量和降雪日数最多出现在12月, 小雪和中雪最多出现在11月或12月, 大雪和暴雪在冬末春初出现概率最高。降雪分布为山地大于平原, 平原地区自北向南、 自东向西减少, 降雪高值区主要位于大兴安岭北部、 小兴安岭和长白山区, 降雪强度中心位于长白山区和辽宁中部平原地区。年、 秋季、 冬季、 春季降雪量占同期降水量比例分别为4.7%、 7.0%、 84.4%和7.6%; 辽宁省西部山区和南部大连地区日最大降雪量占年总降雪量比例最高, 最长连续降雪日数在2 d以下, 降雪较高纬度地区更为集中。近57年降雪量和降雪强度分别以1.93 mm?（10a）^-1和0.11 mm?d^-1?（10a）^-1的速率显著增加, 降雪日数以2.08 d?（10a）^-1速率显著减少; 降雪量增加主要表现为各等级降雪量的增加, 降雪日数减少主要是微量和小雪日数的减少, 降雪强度增加主要为大雪和暴雪降雪强度的增加。年、 秋季和冬季降雪量占同期降水量比例平均每10年增加0.36%、 0.48%和0.45%, 春季以0.11%?（10a）^-1的速率减少。中雪、 大雪和暴雪对降雪贡献率均呈增加趋势, 小雪降雪量和微量降雪日数贡献率减少; 1987年降雪量和降雪日数突变后, 微量降雪日数和暴雪日数、 小雪降雪量贡献率改变显著。就区域平均而言, 2001 - 2017年的降雪量较1961 - 1980年增加了27.8%, 降雪日数减少了22.4%。     

中国北方地区寒潮时空特征及其成因分析

基于中国北方地区269个站点1960 - 2017年逐日气温观测数据与大气环流指数等, 采用线性回归、 相关分析、 反距离加权法（IDW）及熵权法等方法, 探讨了近58年中国北方地区寒潮频次的时空变化特征及影响因素, 进而利用研究区耕地面积、 人均GDP、 农作物播种面积等社会经济统计数据, 从致灾因子、 孕灾环境、 承灾体易损性、 防灾减灾能力四个方面对中国北方地区寒潮进行风险区划分析。结果表明： 近58年来, 中国北方地区寒潮频次总体呈0.2次·（10a）^-1的速率减少, 近58年研究区域共发生了159.7次寒潮, 其中冬季和十一月份寒潮频次最多。高频次出现在吉林省靖宇县、 安图县, 内蒙古阿尔山市、 苏尼特左旗、 苏尼特右旗, 频次高达508次以上, 平均每年8.8次, 最少寒潮频次出现在华北南部, 新疆喀什和阿克苏。不同等级寒潮频次差距较大, 一般寒潮频次最多, 共102.9次。一般寒潮、 较强寒潮、 强寒潮、 特强寒潮与寒潮频次在空间分布上比较相似, 大体呈由南向北增加的分布规律, 东北地区是寒潮的活跃区, 华北地区的活跃区在内蒙古中部, 西北地区寒潮活跃区主要在新疆阿勒泰地区。年尺度而言, 中国北方地区寒潮主要受CA、 APVII、 AO和APVAI的影响, 各季节影响因子有所差异, 春季寒潮主要受CQ和CA的影响, 秋季寒潮与APVII、 CA、 AO关系显著, 冬季寒潮与APVII、 CA、 AO、 SHI均达到显著相关关系。综合风险区划结果表明, 新疆阿勒泰地区、 黑龙江大兴安岭地区、 吉林省东南部以及山东省为寒潮发生的高风险区, 低风险区分布在新疆阿克苏和喀什地区, 与寒潮频次空间分布相吻合。     

东北冻土区积雪深度时空变化遥感分析

积雪作为冰冻圈的重要组成部分,对地面有保温作用,在消融时又吸收热量降低地面温度,影响冻土发育,对气候的变化十分敏感。利用微波遥感数据1979-2014年逐日中国雪深长时间序列数据集,采用GIS空间分析和地学统计方法,分析了东北冻土区积雪深度的时空变化规律及其异常变化。结果表明,东北冻土区多年平均雪深为2.92 cm,年平均雪深最高值出现在岛状多年冻土区,最低值出现在季节冻土区。东北冻土区年平均积雪深度变化以减少为主,占区域面积的39.77%,减少速率为0.07 cm·（10a）^-1。东北冻土区年平均积雪深度在1986年发生突变,开始出现减少的趋势,这与气温突变年份较为吻合。受地形和气温变化影响,年平均积雪深度减少的敏感区域主要发生在岛状多年冻土区。气温是影响东北冻土区年平均积雪深度变化最主要的因素,降水量、风速、湿度、日照时数对积雪深度均有影响。季节冻土区积雪深度对气候的敏感性要大于多年冻土区。     

1990—2018年东北地区综合区划下自然资源动态变化特征分析

基于自然环境、地理以及自然资源研究进行自然资源综合区划,有利于充分认识和分析区域内自然资源环境状况以及动态演变规律,为自然资源调查监管、区域经济的可持续发展和规划提供决策依据。把环境地理要素和自然资源作为划分不同区域的基础和依据,进行自然资源综合区划,可以强化对区域自然资源的地域差异和动态变化特征的科学认识,对合理开发利用自然资源具有重要的指导意义。通过确定区划单元的主导划分要素和辅助决策要素,利用主成分分析法和聚类分析法,初步将研究区自然资源综合区划等级体系划分为3级,二级区划包括7个自然资源亚区,三级区划包括14个自然资源地区。对1990—2018年期间各级分区的自然资源时空动态特征开展定量分析后认为,在此期间,研究区主导资源总体变化趋势是森林资源减少、耕地资源大幅度增加,具体表现为森林转变为耕地、草原转变为耕地。     

1957-2007年东北地区负积温时空演变

作为冬季寒冷程度的指标之一,负积温的变动在理论上可能与冻土发育程度有一定的关系。选用EOF分解、连续小波变换等方法对东北地区81个气象站点1957-2007年的负积温进行分析,以探究其变化的时间序列及空间分异规律,及其与冻土退化、平均温变化间的关系。结果表明,东北地区负积温呈全区一致性上升趋势,且增温率由西南向东北递增。全区经历明显的降温-增温-降温阶段,大兴安岭地区、小兴安岭北部及以北地区高温期短、振幅较大,年际变差更明显。除黑龙江北部、内蒙古东部以外,全区负积温最低、最高及突变年份一致,表现出全球气候变化下负积温变动的区域同步性。负积温增温与冻土退化及年平均温度的上升具有较良好的一致性。     

新疆冬春季积雪及温度对冻土深度的影响分析

利用新疆64个气象台站1960-2010年的气象资料,分析了新疆50 a来冻土深度的变化趋势,并讨论了温度（平均地温、平均气温）、降水（冬春季年降水、平均积雪深度）与冻土深度（平均冻土深度、最大冻土深度）的相关关系. 结果表明：以10 a时段的年代际变化分析,新疆50 a来平均冻土深度和最大冻土深度均呈明显减小趋势. 50 a来平均冻土深度全疆、北疆、南疆分别减小了约7 cm、10 cm、4 cm,最大冻土深度则分别减小了约11 cm、16 cm、9 cm. 新疆50 a来平均气温和平均地温均呈波动上升趋势,且与冻土深度均有着良好的相关性,其与平均冻土深度的相关系数分别达到了-0.67、-0.77,与最大冻土深度的相关系数也分别达到了-0.51、-0.65,地温与气温的上升对应着冻土深度的减小. 新疆冬春季年降水与冻土深度有着较好的相关性,其与平均冻土深度、最大冻土深度的相关系数分别达到了-0.40、-0.37. 新疆的平均积雪深度与冻土深度也有着一定的弱相关,其原因与积雪对地面的保温作用有关.     

青藏高原中东部积雪深度时空变化特征及其成因分析

基于逐日积雪深度（雪深）、逐月气温和逐月降水量地面观测资料,利用数理统计方法分析了青藏高原中东部地区1961-2014年雪深时空变化特征及其成因,结果表明：青藏高原雪深空间分布不均,存在喜马拉雅山脉南坡（高原西南部）、念青唐古拉山-唐古拉山-巴颜喀拉山-阿尼玛卿山（高原中部）和祁连山脉（高原东北部）三处雪深高值区,冬季最大,其次是春秋季,夏季仅在纬度或海拔较高处才有雪深记录;从长期来看雪深以减少为主,尤其是夏秋季。在青藏高原普遍"增温增湿"背景下,雪深表现为先增后减的变化特征;雪深随海拔升高而增加,但最大雪深并非出现在最高海拔处;在不同季节雪深的气象要素成因上,冬季由降水主导,其余季节由气温主导。1961-1998年冬春季雪深增加与降水增多有关,而1998-2014年气温的上升以及降水的减少共同导致了雪深的减少,夏秋季雪深持续减少与同期气温持续升高有关。     

中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律

在全球气候变化和高强度人类活动的影响下,松嫩平原地下水环境日益恶化,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素。选取具有典型代表意义的洮儿河流域作为研究区,对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法,全面系统地研究地下水水化学的时空变异特征与演变规律,揭示了风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制地下水质演变的主要水文化学过程,从而为流域乃至松嫩平原盐渍土区水资源可持续开发利用和管理提供科学依据。     

欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温的影响

根据我国东北及邻近地区123个气象站的逐日气温和积雪深度资料,欧亚大陆积雪面积以及NCEP/NCAR全球再分析月平均500hPa高度场资料,通过相关、合成分析等方法,研究了东北夏季气温异常对欧亚和我国东北冬春季积雪的响应,并从大气环流的角度出发分析了欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温异常形成的影响机制.结果表明:东北地区夏季气温与欧亚大陆春季积雪面积以及东北冬季累积雪深的异常存在明显的关系.欧亚春季积雪面积的扩大与维持有利于8月我国东北上空500hPa位势高度的偏低,环流上表现出西欧与我国东北地区槽加深,泰梅尔阻塞高压加强的特征.由于欧亚中高纬上空的环流经向度加大,槽后脊前的西北气流加强,诱导冷空气南下,从而造成东北全区8月气温一致偏低;东北冬季累积雪深减少则有利于6月东北全区、7月东北西南部上空的位势高度偏低(负距平),造成相关区域气温偏低.研究结果对于提高东北夏季气温的短期气候预测水平具有重要意义.