河北省冻土气候变化初探

本文利用河北省1961--2000年68个站点地面气象观测记录中的冻土资料，通过对河北省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数及平均最大冻土深度的时空分布特征进行分析，以此来解释冻土对气候变化的响应。结果发现：近40a来，地面冻结日期呈现略微推迟的态势；地面解冻日期呈明显提前的趋势；地面冻结日数相应减少；累年平均最大冻土深度由北到南逐渐减小；全省历年平均最大冻土深度变化呈减小趋势，各分区的变化趋势与全省的变化趋势基本相同．冀北高原区变化幅度最大。     

山东省滨州市冻土分布与变化特征分析

利用滨州市1981~2010年7个站点地面气象观测记录中的冻土资料,对滨州市地面冻结日期、解冻日期、冻结日数及最大冻土深度的时空分布进行分析。结果表明,近30年来全市土壤开始冻结日期呈现不同程度的推迟;全市土壤完全解冻日期年代间呈波动变化,且变化幅度均小于开始解冻日期变化幅度,总体趋势是20世纪90年代提前于80年代,近10年较90年代却有所推迟;平均最大冻土深度分成北部大值区、南部次大、中部最小3个区域,90年代平均深度小于80年代,近10年除惠民外,其余县区均有不同程度的加深趋势;阳信、惠民、滨城、博兴、邹平年极端最大冻土深度均呈减小的趋势,而沾化年极端最大冻土深度呈增加的趋势,但增加的幅度不明显。     

大连地区冻土特征及影响因素

利用大连地区近10年的冻土观测资料和地面温度资料,分析了大连地区最大冻土深度、冻结日期、解冻日期及冻土持续时间的变化特征和空间分布特征,并讨论大连地区冻土的影响因素。结果表明:近10年来,大连地区的土壤冻结深度具有厚、薄、厚的变化特点;大连地区的冻土具有明显的季节性变化特点;从整体上来看,大连地区的土壤冻结日期及完全解冻日期呈推迟的趋势,且土壤完全解冻日期的推迟幅度大于冻结日期的推迟幅度;大连地区冻土的持续时间呈增加的趋势且大连地区冻土的持续时间年变化幅度很大。大连地区最大冻土深度与大连地区冬季的地面温度两者间的变化趋势完全相反,大连地区土壤的最大冻结深度随着纬度的增加而逐渐加深。     

长春市冻土时空变化特征分析

利用1961—2018年长春市6个地面气象站的多年冻土资料,分析了长春市多年冻土平均最大深度、冻结日期、解冻日期、冻结日数和年际变化规律。结果表明,58年来,全市冻结日期略有推迟,解冻期明显提前;多年来最大平均冻土深度的变化呈下降趋势,各站的变化趋势与全市基本一致。     

长春市近50年冻土变化特征分析

对长春市1981年~2010年冻土观测资料整理和分析的基础。分析了长春市冻土分布的季节变化、冻土深度的空间变化,以及封冻日期和化通日期的变化,同时也分析了最大冻土深度的时间变化特征。结果表明:长春市为季节性冻土区,冻土期在10月至次年5月间。平均初日和终日分别为10月25日和5月2日,冻土最大深度呈明显下降趋势,下降率为12.4厘米/10年。平均冻土深度179厘米,最大深度为203厘米。冻土深度随着气温变化而变化,呈负相关关系。在全球变暖背景下,由最大冻土深度与温度关系可以认为最大冻土深度仍将维持减小趋势。     

大兴安岭地区近31年积雪与冻土变化分析

利用1975～2005年大兴安岭地区6个气象台站的常规观测资料,分析了大兴安岭冬春积雪日数和最大冻土深度的变化及其与气候变化的关系。结果表明,大兴安岭冬春积雪日数在20世纪80年代略有增加,90年代减少;而近31年总体趋势呈减少趋势。近31年大兴安岭的最大冻土深度呈递减趋势。冬春积雪日数变化与冬春气温变化呈负相关,但与冬春降水之间没有明显的相关关系。最大冻土深度的变化与冬春气温和冬春降水的变化均呈负相关。     

近50年武川县冻土及无霜期变化特征分析

利用1960-2014年55年武川县气象站观测资料,分析了近49年武川县冻土的特征变化与近55年无霜期变化情况。结果表明,武川县年最大冻土深度总体上呈减少趋势,“无冻土期”呈增加趋势;无霜期呈增加趋势。同时根据冻土初日、冻土终日、无霜期初日和无霜期终日等要素变化,详细分析了冻土与无霜期的季节性变化特征。     

辽宁西部地区冻土深度特征变化

为了给工农业生产及冻土研究提供依据,利用气候倾向率及相关分析等方法,分析辽西半干旱区冻土持续期、冻土最大深度变化特征以及对气候变暖的响应。结果表明,在气候变暖环境下,冻土封冻始期变化平缓;冻土层化通日期存在提前趋势,近10年比20世纪60年代提前7 d;冻土持续期缩短不明显;冻土最大深度明显变浅,每10年变浅4.1 cm,近10年比20世纪60年代变浅12 cm。气温、地面温度及降水量对冻土最大深度影响显著,冻土最大深度与气温存在线性关系,气温每升高1℃冻土最大深度将变浅5.74 cm。冻土层变浅有利于工农业生产,同时也有利于病虫越冬和界限北移,对防虫防疫不利。     

季节性冻土变化特征及对气候因子的响应

利用新疆生产建设兵团第八师当地1962—2018年气候资料,分析冻土冻结始期、融通期、持续期和冻土最大深度变化趋势及和气候因子的关系。结果表明,新疆农八师垦区季节性冻土稳定期在11月至翌年3月,最深冻土出现在2月中上旬;冻结始期倾向率为1.12 d/10年,线性推后约6 d;融通期倾向率为-1.42 d/10年,线性提前约8 d;持续期倾向率为-1.36 cm/10年,线性缩短约8 d;冻土最大深度倾向率为-8.09 cm/10年,线性变浅46 cm。冻土最大深度变化与同期气温、降水、积雪深度显著相关,11月至翌年3月气温每升高1℃,冻土层变浅4.0 cm左右;降水量每增加10 mm,冻土层变浅约2.5 cm;1月积雪深度每增加1 cm,冻土层变浅约0.7 cm。季节性冻土层逐渐变浅、冻土期缩短与气候变暖有直接关系。     

1961—2010年辽宁省季节性冻土变化特征分析

采用辽宁省52个台站的年最大冻土资料,运用统计方法分析了1961—2010年辽宁省最大冻土深度的时间和空间变化特征。结果表明：辽宁省的冻土属季节性的,最早从当年的11月下旬开始,最晚至翌年的5月上旬结束,约有5个月的时间,由东南向西北逐渐加深,最大冻土分布与地理纬度基本相一致,且全省最大冻土深度变化呈减小趋势,但各地减少的速度不同。     

近50年新疆塔城盆地冻土变化特征分析

利用新疆塔城盆地4个气象观测站1960-2009年逐月、年地面冻土资料,应用数理统计方法,从最大冻土深度的空间分布、最大冻土深度的时间变化及其他气象要素,分析塔城盆地季节性冻土的变化情况,旨在为农业、工业、建筑业的发展提供理论基础。     

海流图地区冻土特征

文章利用乌拉特中旗海流图站1980~2016年的冻土观测资料,分析了海流图土壤年最大冻结深度特征。结果表明:37年来,海流图土壤冻结年最大深度日期分布全部出现在2月,并且从2005年开始出现最大冻土深度明显变浅的趋势;本文还针对冻土深度长期变化趋势进行了气候学M-K检验,分析了37年来的极大冻土深度及出现日期,多年平均冻土深度;按4个层次分析了1~20cm浅层冻土的冻结初日和终日在不同日期的出现频率,计算出在不同保证率下的冻结初日和终日。     

长春市冻土时空变化分析

利用长春市1961-2018年6个地面气象记录的多年冻土资料，分析了长春市多年冻土平均最大深度、冻结日、融化日、冻结日和年际变化规律。结果表明，58年来，全市冻结期略有推迟，冻结期明显提前。多年来最大平均冻土深度的变化呈下降趋势，各站的变化趋势与全市基本一致。     

东北地区冻土的时空变化特征

本文收集并整理了东北地区143个气象站有冻土观测记录以来的冻土数据资料,分析了东北地区冻土深度的时空变化及其分布特征。结果表明,东北地区冻土深度表现为随纬度升高而递增,即纬度越高冻土越深。从各年代100 cm和150 cm冻深线来看,冻土呈明显变浅趋势,且越高纬冻土退化越为严重。在气候变暖的情况下,20世纪70年出现极端最大冻土深度的气象站最多,90年代没有气象站出现极端最大冻土,21世纪00年代、10年代仍有极端最大冻结深度出现,且10年代较00年代出现的站点偏多,说明即使气候变暖但是极端情况仍然出现,且可能有愈加严重趋势。平均气温与最大冻土深度变化存在明显的负相关,即随着气候变暖,冻土期缩短、冻土初日推迟、翌年冻土消融日提前的现象。东北地区除黑龙江最北端为多年冻土区外,其余地区均为季节性冻土区。     

长治市气候与冻土的变化特征分析

应用长治市11个气象观测站近40年（1971—2010年）气温、平均冻土深度、最大冻土深度、浅层（5~20 cm）冻土封解冻资料,采用统计对比聚类法分析气候变暖与冻土的气候变化特征。结果表明,长治气候变暖较为明显,年际线性趋势增温率为0.30℃/10 a。随着冬季气候的变暖,平均冻土深度与最大冻土深度均趋向变浅。在冬春、秋冬2个转换期气候变暖的前提下,浅层冻土的平均冻结终日与始日分别显现出提前和推后,意味着浅层土壤封冻期的缩短。     

辽西季节性冻土特征及融化过程对气候变化的响应

为了开展地温监测和冻土融化深度预报业务,利用辽宁西部气象观测资料,运用相关系数和线性回归等方法,分析冻土变化特征、冻土融化过程,以及气象要素对冻土深度变化的影响,并建立其地温与气温、冻土融化过程与正积温相关模型.结果表明,辽宁西部稳定冻土期在11月中旬至翌年3月下旬,冻土最大深度呈逐年变浅趋势,倾向率为-5.4 cm/10 a;结冻日期推后,倾向率为2.0 d/10 a;化通日期提前,倾向率为-1.5 d/10 a;冻土融化期在3月中旬至4月上旬,冻土融化速率在3.1～4.0 cm/d.冻土最大深度与气温、地面温度及降水量显著相关.11月至翌年2月气温每升高1℃冻土最大深度变浅5.7 cm.气温与地温、正积温与冻土融化深度具有显著的线性关系;其中,气温与10 cm地温线性方程历史回代拟合率在96％以上;正积温与冻土融化深度线性方程历史回代拟合率在94％以上.线性方程可作为模型预测预报春季地温、冻土融化深度.     

新疆阿勒泰地区1963—2012年最大冻土深度的时空分布及其对气温变化的响应

利用阿勒泰地区1963—2012年7个气象站的最大冻土深度、平均气温,极端最低气温资料,采用回归分析、相关性检验、Mann-Kendall突变检测、Hurst提出的R/S分析等方法,对阿勒泰地区最大冻土深度的时间演变、空间分布及与气温的关系进行了分析。结果表明:吉木乃站的均方差和变差系数最大;阿勒泰地区最大冻土深度以0.574 cm·a^-1的速度显著减少;年最大冻土深度几乎出现在2—3月;阿勒泰地区的最大冻土深度的突变时间是在1986—1987年,发生了下降趋势的突变,福海和富蕴站没有发生突变;阿勒泰地区年极端最大值、最大值的平均值、平均最大值均出现在青河站;年最大冻土深度与平均气温和极端最低气温呈显著负相关,其相关系数分别为-0.508和-0.293。     

临清市近50年扬沙气候特征及变化规律分析

利用临清市1961～2010年的扬沙观测资料,分析了临清市扬沙的气候特征。结果表明:临清市每年扬沙日数较多,年平均扬沙日数为13.8 d。20世纪60年代以来,全市扬沙呈减少趋势,尤以80年代后减少明显,21世纪初的10年间扬沙减少趋势更明显,年平均扬沙日数只有3.2 d;扬沙发生有明显的季节性变化,四季均可发生扬沙现象,但主要发生在春季,占全年的59%,秋季最少,只占全年的6%;扬沙的月变化明显,其中4月份扬沙活动最频繁,约占全年的1/4,8月份扬沙活动最弱,只占全年的1%。     

石羊河流域负积温的时空演变特征

利用1960—2017年石羊河流域5个气象站逐日平均气温资料,计算了各地年负积温,并运用线性趋势系数法、方差分析周期法、累计距平和信噪比法以及相关系数法,分析了石羊河流域负积温的时空分布特征及负积温与气温和冻土的关系。结果表明：受海拔高度、地形地貌、植被覆盖和天气系统的影响,石羊河流域负积温具有明显地域特征,负积温平均和极值为绿洲平原区高于荒漠区,荒漠区高于山区。负积温正常年份最多,概率在60%以上,依次向两端迅速递减。年、年代负积温总体呈升高趋势,古浪升高趋势最明显。年负积温的时间序列存在7～9 a的准周期变化,古浪负积温在1986年发生了气候突变,其他各地没有发生气候突变。各地负积温初日、终日、负积温期有一定的差异,最早负积温初日(2003年8月15日)和最迟负积温终日(1986年6月26日)均出现在天祝,负积温期最长258 d(1972年)在天祝,最短100 d(2001年)在民勤。石羊河流域年负积温与年气温呈极显著正相关,负积温的升高与年温度的上升具有较好的同步性。石羊河流域冻土的变化对负积温的响应敏感,负积温每升高100 ℃,冻土日数减少6.2 d,平均冻土深度减小4.5 cm,最大冻土深度减小6.9 cm。     

南京市冻土的发生规律及相关因子的分析

选取南京市1991—2010年冻土及有关要素的资料进行统计处理,分析南京市冻土发生规律,并对与冻土相关的诸因子影响状况进行较详细的探讨。结果表明:自20世纪90年代以来,无论是南京的冻土频数还是平均深度和平均最大深度,年际变化,都呈减小或降低的趋势,南京市冻土的发生与温度、风向、风速和云都有很大关系。其中,温度是与冻土关系最为密切的因素,冻土与地面温度的变化具有一致性。