利用赤峰市1972-2021年最大冻土深度数据,运用滑动平均、Mann-Kendall突变检验及小波分析法,分析了赤峰市近50 a最大冻土深度的年际变化趋势、突变特征及周期性;利用相关分析法揭示赤峰市最大冻土深度变化的气象驱动因素。结果表明:赤峰市最大冻土深度近50 a呈显著下降趋势,气候倾斜率为-1.07cm·a-1;1982年赤峰市最大冻土深度发生突变;通过小波分析可以看出近50a赤峰市存在10a的主周期;气温、地面温度的升高是赤峰市最大冻土深度变浅的主要因素。
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。
为研究延边地区的冻土与气温变化的响应关系,利用1965—2018年延边地区季节冻土的逐月冻土深度、冻结初终日期、月平均气温等资料,采用气候倾向率、小波分析、Mann-Kendall检验、Pearson相关系数等方法对其进行了分析.结果表明:(1)延边地区冻土深度呈逐年变浅趋势,冻结日数呈逐年缩短趋势,气温呈逐年升高趋势,三者的气候倾向率分别为-6.48 cm/10 a,-4.30 d/10 a, 0.26℃/10 a.(2)冻土深度存在着17~24 a、10~16 a和3~9 a的变化周期,其中以17~24 a为主周期.(3)冻土深度和冻结日数与年均气温呈显著负相关性,即气温每升高1℃,最大冻土深度减小19.24 cm,冻结日数缩短10.35 d.本文研究结果可为延边地区的生态环境保护以及工程建设和农业生产等提供参考.
根据青藏公路多年冻土区路基监测断面下获得的温度时间序列资料,通过小波多分辨分析,采用db6小波函数将该非平稳温度时间序列分解为多个高频分量序列和一个低频分量序列,分别运用时间序列的自回归滑动平均混合(ARMA)模型和BP神经网络模型进行建模和预测,最后将各个模型进行组合形成冻土温度的预测模型。与单用滑动平均混合模型或BP神经网络对原始温度时间序列进行建模预测相比,该方法具有较小的模拟误差和预测误差。结果表明小波分析方法预测多年冻土区路基下土体的温度是合理可行的,并且具有较好的精度和稳定性。