从工程应用角度出发，基于安全、合理、便捷的原则，探讨高海拔地区冻土深度的估算方法。通过对比现有多种方法，在一种基于气温的经验公式的基础上，提出了考虑海拔气温修正的冻土深度估算方法。算例表明计算结果精度较高，但也可能与土壤性质较为相似有关。为缺乏实测参考的高海拔地区冻土深度取值提供了一种简便的估算方法，当最大冻土深度对工程有重大影响时，建议可在估算结果的基础上适当增加。

为掌握气候背景下宁夏灌区季节性冻土变化及其对农事活动的影响，争取最大限度地提高光热资源利用效率，挖掘生产潜力，开展了气候变化背景下宁夏灌区冻土变化特征及其对农业生产的影响研究。利用宁夏灌区4个代表性站点1961—2020年冬季逐日冻土资料，采用统计方法，分析宁夏灌区逐年最大冻土深度、土壤冻结日期、解冻日期及冻结日数变化特征，并分析冻土变化对农业生产的影响。结果表明，1961—2020年冬季各代表性站点中最大冻土深度均有明显的变化趋势，2001年以前各地最大冻土深度明显变浅，2001年以后惠农、永宁、吴忠整体冻土深度有所增加，永宁、吴忠呈波动性变化，无明显趋势性变化；1961—2020年中宁最大冻土深度明显变浅。土壤冻结日期、完全解冻日期分别有不同程度延后和提前趋势；各站点冻土持续日数年变化呈缩短的趋势，其中中宁的冻土持续时间缩短趋势最明显。

利用格尔木地区1971—2020年冻土资料分析年和四季冻土变化特征。结果表明：格尔木地区年最大冻土深度总体呈不明显减小趋势。呈现下降—上升—下降—上升四个阶段。春季最大冻土深度总体呈增加趋势，未通过显著性检验。秋季和冬季最大冻土深度均呈减小趋势，秋季通过0.01的显著性检验，冬季未通过显著性检验。冻土日数逐年呈减少趋势，2014年后冻土日数减少明显。春、秋、冬季平均气温从1971—2010年逐年代升高，导致各年代冻土深度、冻土日数也逐年代减少。冻土初日逐年代推迟，冻土终日逐年代际提前。

利用CMIP6模式模拟的多层土壤温度资料，结合鄂陵湖草地站土壤观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料，评估了BCC陆面过程模式对青藏高原土壤冻融过程的模拟能力。结果表明：BCC-CSM2-MR对青藏高原冻融总天数，特别是对于消融过程阶段的模拟接近观测值，但其完全冻结阶段和消融过程阶段的日期都有所推迟，可能与陆面模式物理参数化过程不完善导致土壤温度下降更慢有关。BCC-CSM2-MR对青藏高原土壤冻结时段前期的冻土深度变化曲线模拟效果最佳，但由于网格分辨率低且对地形刻画不准确，BCC-CSM2-MR不能模拟出青藏高原西南部相间分布的冻土深度特征。BCCCSM2-MR可以模拟青藏高原土壤温度在1985～2014年的升高趋势。对于气候倾向率空间分布，BCC-CSM2-MR模拟结果相较于集合平均，在青藏高原东北部偏低而西部偏高，且不能模拟出北部存在的少量相对低值区域。

对清原满族自治县国家基本气象站1962-2020年冻土器观测数据进行分析,得出清原满族自治县冻土深度变化与月平均气温之间的月、年变化特征。将冻土深度的年平均值、月值与月平均(最低、最高)气温等气象因素进行比较分析得到:一般温度越高,冻土深度越浅,反之冻土深度越深。通过比较分析得出清原满族自治县年冻土深度变化与气温呈负相关。

为定量把握冻土对沉降监测网点的稳定性影响,降低测点施工成本,在东北地区通过实际项目数据研究分析监测点稳定性受季节性冻土的影响情况。结果表明12月-次年2月期间,随着温度逐渐降低至0℃以下,冻土深度加深,监测点沉降量逐渐增大,2月-3月冻土深度达到最深,监测点累计沉降量最大达到1 cm。温度对冻土深度的形成有较大影响,温度降低时,冻土深度加深,监测点被抬升,随着温度的升高,冻土深度降低,监测点开始下降,最终趋于稳定。研究结果能有效指导沉降监测点施工,并降低造价成本。

利用1959年10月至2018年4月沈阳地区7个气象站逐日冻土观测资料、逐日平均气温、逐日平均地温及5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm地温观测资料,分析了近60 a沈阳地区最大冻土深度的时空变化特征,并探讨了其对气候变暖的响应。结果表明:近60 a来沈阳地区冻土一般在10月开始出现,翌年4月消融。1959—2018年沈阳地区年平均月最大冻土深度在2月和3月最大,10月最小;年最大冻土深度以-4. 8 cm/10 a的速度显著变浅,年代平均最大冻土深度也呈变浅趋势。相关分析表明,近60 a沈阳地区日最大冻土深度与日平均气温、地温呈显著负相关关系,相关系数分别为-0. 60和-0. 72。M ann-Kendall检验表明,7个气象站年平均最大冻土深度均有突变发生,突变点大多出现在20世纪80年代。近60 a沈阳地区最大冻土深度开始日期和结束日期分别呈延后和提前趋势,趋势率分别为1. 0 d/10 a和-3. 2 d/10 a。1959—2018年沈阳地区平均冻土持续时间为164 d,年变化呈缩短趋势,趋势率为-4. 4 d/10 a。

利用锡林郭勒盟1961—2018年近58a有完整记录的11个气象站的最大冻土深度、冬季11月—翌年3月平均气温和平均地面最低温度资料,利用描述分析、线性趋势拟合、相关性检验、Mann-Kendall突变检验等方法,对锡林郭勒盟最大冻土深度的时间演变、空间分布及与气温、地温的关系进行了分析。结果表明:二连浩特市最大冻土深度的均方差和变差系数最大,稳定性最差;东乌珠穆沁旗、二连浩特市最大冻土深度变浅幅度最大,气候倾向率为-16.25cm/10a和-15.48cm/10a;20世纪70年代是近58a来最大冻土深度最深的时期;全盟11个站中有5个站最大冻土深度发生突变现象,其中一个站突变点在1982年,其他4个站突变点在1989—1991年;锡林郭勒盟最大冻土深度的空间分布特征为东深西浅、北深南浅;锡林郭勒盟各站11月到翌年3月平均气温和平均地面最低温度均呈上升的趋势;最大冻土深度和平均气温、平均地面最低温度均呈负相关,部分台站相关性显著,随着气温和地温的升高冻土深度在变浅。

利用1961～2016年青海省东部农业区11个气象观测站点的冻土观测资料,采用累积距平、滑动t检验等方法,分析了青海东部农业区季节性最大冻土深度的时空分布特征及变化规律。结果表明:东部农业区整体冻结开始时间呈逐年推迟趋势,完全解冻时间呈逐年提前趋势,平均冻结持续时间呈逐年缩短趋势;最大冻土深度年际变化在90年代前后由减小趋势转变为增长趋势,在1986年出现了突变;化隆站最大冻土深度多年平均值最高为72.15cm,尖扎站最低为28.32cm。

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。