2017年6—8月长沙县不同深层地温变化特征分析

本文利用2017年6—8月长沙县40、80、160、320 cm深层地温观测资料分析了该站点深层地温夏季变化特征。结果表明,一日中,40 cm地温波动变化较大,其次是160 cm和320 cm地温,80 cm地温基本稳定少变,出现变化均在白天,各层变化时段略有差异;6—8月深层地温从40 cm至320 cm随着土壤深度的增加而逐渐降低,下降幅度以160 cm至320 cm幅度最大。     

廊坊市地温变化特征分析

利用廊坊市1980—2015年间地温、降水等观测数据,研究了该地区0~40 cm地温的年、月变化特征、0~320 cm地温的日变化特征及关键农时初、终霜冻日期变化等特征。结果表明,随年代变化,0、10、20 cm年平均地温呈上升趋势,40 cm层地温变化趋势特征不明显;大气降水量和0~40 cm层地温之间存在明显的相互影响关系,当年降水量为偏多或转偏多时,一般地温降低,当年降水量为偏少或转偏少时,地温以升高为主;0~40 cm层地温每年3月开始上升,7月达到峰点,随后逐步下降,在次年1月达到最低点,随年代变化,1—5月、11—12月地温升降幅度比较明显,值得关注;0~40 cm层地温日变化曲线峰、谷点随深度依次延迟2~5 h,80~320 cm层地温日变化曲线走势相反,10月至次年2月为下升趋势,4—7月为上降趋势;廊坊初、终霜冻及10 cm地温稳定通过10℃日期随年代变化出现延迟和提前现象。     

深圳秋季土壤温度及其垂直结构日变化特征

通过对深圳市三种天气形势下不同深度的地温日变化数据研究发现：晴天和阴天情况下,地面和浅层地温呈正弦曲线日变化,昼高夜低。地面温度振幅最大,深度越深,振幅越小,位相越靠后,周期越长。晴天日变化幅度远大于阴天日变化幅度。阴雨天,地面温度和浅层地温随时间逐步降低。地温垂直结构也存在日变化关系,晴天时,正午时段从地面到40cm土壤,温度随深度降低,40cm以下地温逐渐升高,凌晨从地面至320cm土壤,地温依次升高;阴天和阴雨天时,除正午前后几个时次地面温度高于5cm地温外,其他时间从地面到320cm土壤,温度依次升高。但是三种天况下,160cm以下深层地温的日变化幅度均小于0.2℃。     

内蒙古阿巴嘎旗近55 a地温变化情况研究

我国对地区的气候变化情况研究较多,而对地温变化情况研究过少,对地温变化情况的研究地区主要集中于干旱地区.基于此,根据1960-2014年内蒙古阿巴嘎旗5~80 cm各层12个月日平均地表温度资料,通过气候倾向率、距平和标准差、累积距平的统计方法,对阿巴嘎旗近55 a地温变化情况展开研究.结果表明,地温的增加与土层深度的增加有关,阿巴嘎旗地区的年和月平均地温呈逐渐升高态势.随着土壤深度增加,地温的减小幅度降低,地温在春夏两季逐渐减少,而在秋冬两季逐渐增加.在全球气候变暖的趋势下,阿巴嘎旗地区的地温响应速度低于气温.近55 a来,阿巴嘎旗年平均最低地温出现于1970年,年平均最高地温出现于2007年,差值为5.8℃.年均地温的气候突变出现在1970年和2000年,地温的季节变化无突变现象,各层地温的异常年与年平均地温存在一致性.     

1961-2010年桂林气温和地温的变化特征

关于气温变化特征已有大量研究,但是关于地温变化及其与气温的关系研究还较少.以亚热带湿润地区的广西桂林气象站为研究对象,分析了1961-2010年桂林气温和0-80 cm各层地温的年代和季节变化趋势、地气温差变化、气候突变和异常年份以及气温和地温关系.结果表明:气温与各层地温有很好的相关性.各年、季平均气温和各层平均地温大部分呈显著的升高趋势,但气温和地温的增温速率不一致,即升温存在非对称性;年均气温低于各层地温1.3-2.1℃,气温的增温速率和增温幅度分别为0.184℃/10 a和0.8℃,高于除0 cm外其它各层地温的变化;气温、5-40 cm地温在冬季的增温最多,0 em和80cm地温分别在秋季和夏季的增温最多;春、夏季,随着土壤深度的增加,地温呈减小趋势,春季气温小于0-15 em而大于20-80 cm地温,夏季气温小于0-40 cm而大于80 em地温;秋、冬季,随着土壤深度的增加,地温呈增加趋势,秋、冬季气温小于各层地温;气候变暖背景下,年平均、四季气温比除0 em外其它各层地温的响应更快.近50年来,各层地温和气温的温差减小了0.1-0.4℃(0 em地温和气温温差除外),这主要是因为气温的增加幅度要大于地温,且随着土壤深度的增加,地气温差的减小幅度加大.桂林年均地温和四季气温、地温大多无气候突变现象,仅有年均气温和夏季80 em地温分别在1997和1977年出现气候突变.春季气温和5-80 cm各层地温的异常偏低年较一致;秋季气温和40、80 cm地温的异常偏低年相同;夏、冬季气温和地温的异常年份对应性较差;而年均气温和各层地温的异常偏高年较一致.     

近52a辽宁西部地区浅层地温变化特征分析

浅层地温是影响区域气候的环境因素之一,对浅层地温研究有利于掌握其变化规律和特征,可为区域工农业生产可持续发展服务。利用统计学方法对辽宁西部1959—2011年0～320 cm的6个层次地温变化特征进行分析。结果表明,各个层次地温年变化均具有升高趋势,但具有不同的温度倾向率,其中,0 cm温度倾向率最大,其次是320 cm,40 cm的倾向率最小;除0 cm地温历年变化突变点在1985年外,其他各层次的地温历年变化的突变点均在1987年,但各层次温变过渡区间有所差异;各层次地温季节变化随着深度的增加,最高、最低温度出现时间逐次后推,浅层地温纵向40 cm深温度低于其他任何层次,并以0 cm最高,320 cm次之,浅层地温的升高将影响植物萌芽越冬及根系生长,影响土壤生物繁殖和分布。研究结果可为辽西半干旱地区工农业生产、生态环境治理提供依据。     

汶川地震前后温江不同土层温度的变化特征

运用地面气象测报业务软件,结合铂电阻地温传感器分别采集地震前后4年(2004~2012年)的土层温度,探讨汶川Ms 8.0级地震前后温江不同土层温度的变化特征。结果表明,随着土层的加深,土壤温度呈下降的趋势,且在0 cm时达最高;0、10、15、20 cm土层的5月份平均温度随着年份的增加,其温度总体上表现出先增加后降低的趋势,在2007年5月时达最高值;而40、80、320 cm土层的5月份平均温度的年际变化相对较小。浅层(0~40 cm)地温的变化幅度较大,而深层地温(80~320 cm)的变化幅度较小;其原因主要是由于浅层地温受地面天气现象的影响较大,而深层地温则受此影响较小,但其地温总体上呈逐渐增加的趋势,与太阳辐射的增强有关,且基本不受地震释放的热量影响。地震对不同土层的温度均有不同程度的影响,且随土层的加深,其影响逐渐降低,在0、5、10、15、20 cm的土层温度中,其作用尤为明显。地震对不同土层温度的影响集中体现在震后1~3 d,而震前无明显的变化,这也是当前地震预警预报较低的原因之一。     

近31年来西安垂直温度变化特征

选取1981～2011年西安地温、气温、高空温度的观测资料,采用气候倾向率估算法、Mann-Kendal突变检验法等方法,分析20世纪90年代的平均温度倾向率垂直变化,计算各层年较差,总结地温320 cm～高空20hPa的年、季节温度变化特征.结果表明,气温的变化直接影响到地温、对流层中下层温度变化,接近地面的浅层地温和对流层下层年、季温度变化趋势与气温一致,随着地温深度和对流层高度的增加影响逐渐变小,平流层下层温度变化与气温相反;近年来,温室效应带来的影响主要表现在对流层中下层,20世纪90年代为近地层温度较为活跃的时期;地温-气温-对流层中下层温度突变时间依次有所提前,对流层顶及平流层下层突变年比较分散;春季、秋季垂直温度的变幅较大,冬季和年垂直温度的变幅较小,夏季垂直温度的变幅最小;地温320 cm～高空250 hPa夏季温度高于冬季,200 ～ 50 hPa等压面夏季温度低于冬季,在50 hPa等压面上没有明显的季节区分.     

库布齐沙漠地温变化特征及其影响因子分析

以库布齐沙漠试验站2018年1—12月地温与气象数据为基础,分析库布齐沙漠地温变化特征及其影响因子。结果表明,库布齐沙漠20cm、40cm地温常年在-10～35℃之间,地温最高值在8月份;20cm地温在12月份达到最低值,40cm地温最低值滞后1个月;随着土壤深度的增加,春、夏两季地温呈现下降趋势,秋、冬两季地温呈现上升趋势;月平均地温8月份最高,20cm月平均地温在1月份最低,40cm月平均地温最低值约滞后1个月;各层地温低于0℃持续时间为3个月左右;20cm各季节地温大致呈正弦变化,40cm地温近似一条直线;夏季地温数值在白天接近,春、秋、冬季地温数值在夜晚相近;各季节地温最高值在00∶00—03∶00之间,地温最低值在12∶00—18∶00之间;空气温度与地温相关性最为显著,其次为二氧化碳浓度,降雨直接导致地温显著下降,光照强度、空气湿度和风速对地温的影响较小。     

浅析深层地温数据异常的判断和排除方法

深层地温包括40cm、80cm、160cm和320cm,它们的日变化值随着深度的增加变化幅度而越小。如果相邻两正点的温度变化值≥0.5℃日变化值,除了软件给出"警告"提示外(被动检查),还要主动去检查、判断数据的正确性,采用简单的排除方法。     

地下水科学与工程试验基地地温变化特征

地下水工程与试验基地是国土资源部野外科学观测研究基地,其自动气象站采集小区域的气象数据。选取2007～2011年自动观测地温资料进行统计分析,结果表明浅层地温具有明显的日变化,深层地温变化则不明显;0～320 cm整层地温均具有明显的月变化,各层次最高(低)值的出现时间均随土壤深度的递增而推迟;夏季与冬季、春季与秋季地温垂直分布呈现完全相反的变化趋势。     

藏东南色季拉山冷杉林林隙与非林隙小气候比较

通过藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林典型林隙与非林隙的旷地和林内小气候观测,从昼间总辐射、气温、相 对湿度、地表温度和5 ~15 cm 层土壤温度指标,分析夏季林隙与非林隙小气候的异同。结果表明,冷杉林林隙总辐 射年变化呈双峰曲线,峰值分别出现在5 和8 月;林隙总辐射的日变幅和年变幅均小于旷地,年总辐射量为 1 173.28 MJ/ m2 ,总辐射量显著低于旷地(P 0.01)。夏季昼间,林隙与非林隙气温变化曲线均呈倒S 型,林隙气 温日变幅小,介于旷地与林内之间,接近林内而低于旷地;林隙相对湿度高于旷地和林内,且日变幅较小。林隙和 非林隙的地表温度日变化趋势与气温基本一致,旷地地表及土壤各层温度显著高于林隙和林内;土壤温度随土层 深度增加而递减,10 cm 及以下土层无明显日变化;地表温度受夏季太阳辐射影响,其日变幅显著高于土壤温度。      

阔叶红松混交林不同大小林隙地表温度和浅层土壤温度的时空异质性

目的探究不同大小林隙地表温度和浅层土壤温度的动态变化特征,为阔叶红松混交林苗木更新、生物多样性维持及生态环境的恢复提供理论依据。方法以小兴安岭阔叶红松林中林隙和小林隙为研究对象,采用网格法和十字样线法分别布设地表温度表和土壤温度表观测样点,在植物生长季测定了两个林隙的地表温度、地表最低和地表最高温度以及浅层（5、10、15和20 cm）土壤温度,采用经典统计学与地统计学对地表温度和土壤温度进行测量及时空异质性的分析。结果（1）地表温度和地表最高温度在生长季内（6—9月）的月变化均表现为先升后降的单峰型曲线分布,且7月达到最大值。地表温度的升温速率高于降温速率,升温幅度大,降温幅度小。（2）不同样地间地面最高温度与地面温度的变化相同,生长季内（6—9月）地面温度变化为:中林隙 > 小林隙 > 郁闭林分,最低温度变化为:中林隙 < 小林隙 < 郁闭林分。（3）各月份林隙土壤温度空间变异程度不同,6月和9月变异程度较7月和8月有所增加;随着土层深度增加,土壤温度的变异减小。（4）林隙日均地表温度和日均土壤温度均较郁闭林分高,且林隙土壤温度的最大值区域随时间出现动态变化。林隙中心地表温度和土壤温度极其日较差均高于郁闭林分。中、小林隙各土层温度差并无明显差异。（5）7月和8月土壤温度均呈较弱变异,6月和9月部分呈中等变异。结论地表温度和浅层土壤温度在不同月份均呈现出不同的变化趋势,生长季（6—9月）的地表温度与土壤温度恰恰是苗木更新及种子萌发的关键条件之一,本文旨在对群落演替和种群动态研究提供基础性数据。      

鼎湖山针阔混交林土壤热状况研究

选取2003年1月1日-12月31日的土壤热状况实测数据，探讨了鼎湖山针阔混交林各层次土壤温度、土壤热通量及与净辐射的关系．结果表明：随土层深度的增加，土壤温度日变化振幅越来越小，40cm深度处土壤温度几乎没有明显的日变化；越接近地表，土壤温度月变化越剧烈；不同时间尺度上不同深度处土壤温度与净辐射之间存在极显著的线性相关关系（P〈0．0001）；5cm深度处土壤热通量振幅明显小于表层，且日变化节律也延滞0．5-1．0h；表层土壤热通量对冠层净辐射的反馈延滞约2．5h，而5cm深度处土壤热通量则延滞3．5h，同时净辐射与表层土壤热通量的相关性更为密切．     

1971-2010年沧州市浅层地温变化趋势分析

根据1971--2010年沧州市逐年及季平均浅层地温资料,采用折线图、气候变率等分析方法．对40年来沦州市浅层地温变化趋势进行分析,结果发现近40年沧州市5、10、15、20cm地温的月变化、年变化均为上升趋势,年变化以15cm地温上升速度最为明显：春季5～20cm地温均呈升温趋势,以15cm地温上升较为明显;夏季5～10cm地温呈降温趋势,10cm降温速率最快,15～20cm呈升温趋势,15cm地温升温速率最快;秋季5～20cm地温均呈降温趋势,以5cm地温降温速率最快;冬季5—20cm地温均呈升温趋势,以15cm地温升温速率最快。该研究为了解全球气候变暖对地面及浅层地面温度的影响提供参考依据。     

白桦和落叶松人工林生长季节土壤CO2排放通量及主要影响因素

利用Li-8100土壤碳通量全自动观测系统对白桦和落叶松人工林林地土壤表面CO2排放通量、地表及地表下10 cm处温度、地表下10 cm处含水率、地表压力的昼夜变化进行了测定.研究结果表明:2个林地土壤CO2排放通量日均值呈明显的季节性变化.由于叶面积指数的影响,白桦林地的土壤CO2排放通量日均值高于落叶松,这一差异在...     

北疆滴灌复种大豆田土壤温度分布特征

针对复种作物生长季节的特殊性,研究复种大豆田土壤温度在0~100cm深度土壤剖面的分布、日变化,生育阶段的动态及灌水对土壤温度的影响。结果表明,土壤温度受大气温度昼夜变化影响的土层临界深度为40cm,0~40cm土壤温度以24h为周期呈准正弦曲线波动,其振动变化幅度随土壤深度增加趋于平缓;土壤温度日变化呈上升和下降2个变化阶段,升温速率明显大于降温速率;适宜的灌水定额具有提高土壤温度的效果,360mm灌溉定额处理土壤温度最高,小灌溉定额和大灌溉定额均不利于提高土壤温度;土壤温度在大豆生殖生长阶段内宽行温度始终高于窄行但温差随生育期推移趋于一致,且土壤温度随时间推移呈逐渐下降趋势。     

棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。