谈冻土器灌水

冻土器的小小的胶管需水不多,却难以把水灌满,介绍几种方法供试一试. 1.人站在高桌上,让胶管完全直立,用一只细嘴儿水壶向管内灌水.倒水要缓,且时断时续不时用手捏挤管下部,使管内空气溢出. 2.把胶管直立吊起,上放一盛水容器,让水慢慢向管内滴,过一段时间即能自己滴满.     

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     

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.     

延长冻土器内管使用寿命的方法

延长冻土器内管使用寿命的方法冻土期结束后,应将内管的水放掉,晾干,收回室内妥善保管。收回的冻土器通常盘放在硬纸盒内。等次年再使用时,常发现内管从０～６ｃｍ甚至更长的地方发生色变、破裂的现象。这是因为：经过一个冻土期的使用,管子的质量已受到影响;冻土期...     

冻土观测点滴

笔者在冻土观测中发现 :个别日 0 8时观测时冻土器中的水没有冻结 ,而交班 (0 8时 )后复读时 ,却有冻结现象发生。笔者分析这一现象的原因为 :观测时由于把内管抽出 ,使外界的冷空气进入外套管 ,同时内管也遭受了冷空气侵袭 ,破坏了热平衡 ,以至于出现了冻结。冻土观测点滴@刘全华$许昌市气象局!河南许昌461000 @徐景华$许昌市气象局!河南许昌461000     

冻土观测点滴

笔者在冻土观测中发现:个别日08时观测时冻土器中的水没有冻结,而交班(08时)后复读时,却有冻结现象发生.笔者分析这一现象的原因为:观测时由于把内管抽出,使外界的冷空气进入外套管,同时内管也遭受了冷空气侵袭,破坏了热平衡,以至于出现了冻结.     

解决冻土器内管链子易断的简单方法

解决冻土器内管链子易断的简单方法冬季来临，承担冻土观测任务的台站，常常会遇到冻土器内管链子断开的情况。主要原因是，链子的环口不是封死的，稍一受力，即发生断开。链子的作用是固定管内的冰柱，而链子断开后，常常造成内管冰柱下滑；或由于链子断开后，堆在内管里...     

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。     

怎样防止冻土器锁链中断

目前台站使用的达尼林冻土器,锁链容易中断。我们在安装冻土器时,用一根细尼龙丝线代替锁链(或尼龙丝线和锁链并用),自1973年使用以来,没有因尼龙丝线     

日常地面观测应注意的问题

1交接班时(1)检查室内外所有仪器的安置是否正确,有无破损(包括线缆)。冬季尤其要注意检查冻土器的安置是否正常,有无漏水,内管有无破损,管内固定观测结冰用的链子或铜丝、线绳有无断裂,发现异常及时处理,以免影响08时观测。     

冻土器的快速修复及改进

冻土器观测是地面气象观测项目之一.虽经多年使用,但至今仍没有改进.各站在冬季的观测使用中,最普遍出现的故障是内管中的铁链中断,中断后的链子堆积在冰柱上端而无法确定冻土刻度.冰柱稍短时,由于铁链堆积重量大造成冰柱整体下滑,出现记录失真.因此,发现铁链中断时,要及时修复.下面介绍快速修复冻土器的方法及改进措施.     

陆面模式CLM对若尔盖站冻融期模拟性能的检验与对比

陆面模式CLM(Community Land Model)是目前国际上发展较为完善并被广泛应用的陆面过程模式。本文使用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所位于青藏高原东部的若尔盖高原湿地生态系统研究站的观测资料,对CLM3.0版本及CLM4.0版本在上述地区的模拟性能进行了检验与对比。通过比较观测值与模拟值,验证了模式在高原季节性冻土地区的适用性,发现CLM4.0较CLM3.0在模拟结果上有了一定提高。CLM4.0加入了未冻水参数化方案,使模式可以模拟到冬季土壤冻结后存留的未冻水,显著增加了冻融期间土壤含水量的模拟,同时减小了土壤含冰量的模拟值。并因此增大了模拟的冻土热容量,减小了热导率,使冻融期间土壤温度的模拟也有了一定改善。但是模拟中也发现对于较深层土壤,温度模拟值在冻融期间较观测显著偏低。另外,在消融(冻结)过程阶段CLM4.0模拟的土壤含水量骤增(骤降)的时间均较观测提前。消融过程、冻结过程阶段模拟时间偏短,而完全冻结、完全消融阶段模拟时间偏长。因此CLM对于高原冻土地区的模拟仍是其需要重点改进的地方之一。     

对北方基层台站冻土器的使用改进

冻土观测是我国北方气象台站冬季气象观测的常规项目,对北方寒冷地区的生产与生活具有非常重要的现实意义。冻土器是冻土观测的主要仪器,但目前被北方地区所广泛使用的冻土器在设计上存在一定弊端,常因固定链的断裂而发生观测记录丢失和冻土器使用周期缩短的情况。为了减少这种现象的发生,我们在实际工作中对冻土器的原有设计进行了改进,选取了更具优势的替代性材料,从而大大提高了观测效果。     

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...     

一个用于气候模式的简单冻土过程参数化方案的建立和检验

在NCAR／LSM的基础上，发展了一个简单的冻土过程参数化方案，并使用苏联6个站的水气象观测资料考察了耦合了新方案模式的气候效应。在新方案中，加入了对含冰量的求解和在相变过程中的能量变化;并使用Johanson的方案替代了模式中原有的土壤导热率的参数化方案，考虑了含冰量对土壤水热性质的影响。原模式和改进后模式的模拟结果的比较得到，冻土过程方案能够合理的模拟土壤列中的能量收支及水热性质随含冰量的变化。随着入渗的减少和径流的增加，春季的土壤湿度减小。因此，热通量的分配和土壤温度也产生了相应的变化。     

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。     

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…     

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。     

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。     

黄河源区径流减少的原因探讨

分析了黄河源区1960~2000年气候变化特点,对蒸发进行了估算,并分析了植被和冻土的变化,对径流在20世纪90年代后明显减少的原因进行了探讨。结果表明,黄河源区气温在20世纪80年代中期后明显增加,降水在90年代偏少,气候向暖干方向发展,但蒸发变化不大,径流减少的直接原因是降水的减少;在90年代后降水强度的减弱也可能是径流减少的重要原因;归一化植被指数(NDVI)数据显示植被在90年代后期呈现退化的趋势,冻土在80年代以后表现出的明显的退化趋势,植被冻土的退化可以使得冻结层上水位下移,土壤水向土壤下层的渗漏增加,也会造成径流的减少。