利用1985—2021年呼伦贝尔市15个国家气象站各层地温、第一冻土层下限、最大冻土深度资料,研究呼伦贝尔市冻土气候演变特征,同时采用重标极差(R/S)和非周期循环分析,统计最大冻土深度等气象要素时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度,分析最大冻土深度等气象要素变化趋势和记忆周期。研究表明:(1)0 cm地温、40 cm地温和80 cm地温都呈增加趋势,且0 cm地温增加趋势最显著,特别是0 cm地温最小值增大更加明显。(2)冻结持续日数呈缓慢减小趋势,其中中部偏北海拔超过600 m山区持续时间最长,西南部和东南部地区持续时间最短。(3)7月中旬冻土从北部地区开始,9月—10月下旬向西南和东南地区扩展,次年5月上旬—6月下旬自西南和东南地区向北部地区逐渐消失。(4)最大冻土深度呈现逐年减小趋势,突变年份出现在1988年,最大冻土深度在7—9月最浅,次年2—4月最深,10月—次年1月是最大冻土深度不断加深的过程,5—6月是最大冻土深度显著减小的时段,最大冻土深度最大值出现在西部偏南地区。(5)冻结持续日数和最大冻土深度未来减小趋势仍将持续,持续时间分别为10、8 a;...
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—2022年北京地区冻土进行对比试验,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情况优化算法和冻融阈值。
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。
选用图们国家气象观测站1976—2020年的最大冻土深度,冬季11月至翌年3月平均气温、最大积雪深度、最低平均气温、日照时数、风速等气象资料,通过线性趋势和气候倾向率、相关分析和回归分析等方法,探索图们市最大冻土深度变化的特征及其影响因子。结果显示:1976—2020年图们市最大冻土深度呈现下降趋势,年最大冻土深度越大,冻土初终日数也越大,变化趋势几乎相同。年冻土初终日数呈现出减小的趋势,其减小速率为3.626 d/10年。最大冻土深度的年代变化分析表明,自20世纪80年代以来最大冻土深度开始减小,20世纪90年代冻土深度减小幅度更为显著,最大冻土深度与冬季11月至翌年3月平均气温相关性最好,其次是日照时数,再次是年平均风速和年平均最低温度,最后是最大积雪深度。最大冻土深度与冬季11月至翌年3月平均气温呈现负相关、年日照时数均呈现负相关(P<0.01);与年平均风速呈现正相关(P<0.01);与年平均最低温度、年最大积雪深度呈现负相关(P<0.05)。
针对我国目前多本建筑规范中不同地区的最大冻土深度数值加以比较,发现这一重要基本数据存在很大差异。通过收集采暖通风、给水排水、建筑、结构、气象专业等多方面资料,查阅相关文献,根据实地勘测数据等途径,认为部分国家规范或手册中的数据存在偏差。由于相关规范及标准没有勘误通知和相关数据解释,技术及研究人员在文章撰写或建筑设计时,仍然采用了有偏差的数据。在一些核心期刊的文献中,就这一偏差数值的最大冻土深度展开相关深入探讨与研究且发表相关成果。有必要对此数据准确性加以探究且核实。
【目的】了解太行山南麓季节性冻土的气候特征。【方法】利用1960~2019年山西省太行山南麓晋城市的5个国家气象观测站的最大冻土深度、气温及地温资料,采用线性趋势、M-K突变检验及Morlet小波分析等方法,分析晋城市最大冻土深度的时空变化特征及其与气温、浅层地温的相关性。【结果】近60 a来晋城市最大冻土持续时间一般为当年11月到次年3月,季节性特征明显,且最大冻土深度的平均值和极值都随纬度增加而变大。最大冻土深度年变化以-1.48 cm/10a的速度显著变小,平均气温以0.28℃/10a的速度增加,两者呈现剪刀差的态势;最大冻土深度变差系数在0.21~0.29之间,稳定性较好;最大冻土深度与气温及浅层地温均呈负相关。60 a晋城市冻土开始日期和结束日期气候趋势率分别为1.52 d/10 a和-3.14 d/10a。M-K突变检验表明,各指标均有突变发生;最大冻土深度的周期主要为7~10a;冻土持续时间为127.6 d,气候趋势率为-3.2 d/10a,呈缩短的趋势。【结论】太行山南麓最大冻土深度呈显著变浅的趋势,其与气温及浅层地温均呈负相关,具有明显的周期变化特征和突变特征。
根据三江源地区21个气象台站的最大冻土深度、气温、降水观测数据和欧洲中心再分析资料,利用旋转经验正交分解等方法对1981—1010年三江源地区季节最大冻土深度(MFSD)的时空分布特征进行了分析,并探讨了季节冻土与气候因子之间的关系,结果表明:(1)40年来三江源地区平均MFSD为136.66cm,空间分布呈现出以玛多站最大中心值(218.85cm),向四周递减的分布特征。(2) 40年平均变率空间分布和旋转正交经验分解第一模态时间系数均表现出三江源地区MFSD呈现明显下降趋势,季节冻土层明显减薄,平均MFSD递减率为0.51cm/a。(3)表征热力状况的气候因子中,湿润指数、气温和降水是影响三江源地区季节冻土较为重要的气候因子。(4)三江源地区季节冻土的关键区在东北部,MFSD典型高值年有1983年等4个年份;典型低值年有1988年等7个年份。通过对500hPa位势高度场典型高值年、低值年合成分析,季节冻土典型高(低)值年,北半球500hPa位势高度场负(正)异常;同时,南亚高压负(正)异常,其范围偏小(大),强度偏弱(强),温度场中心温度更低(高),对应三江源地区应季节冻土更厚(薄...
选用和龙国家基本气象站1979—2018年最大冻土深度、冻土冻结日数、初终日期、最大积雪深度、年平均地温和年平均气温等观测数据,通过趋势系数、气候倾向率、相关分析和R/S分析等方法,对和龙近40年冻土变化及其影响因子进行分析。结果表明:1979—2018年和龙最大冻土深度呈减少趋势,气候倾向率为-4.248cm/10a;随着冻土深度减少,冻结日数也逐渐缩短,最大值与最小值之间差值为62d,冻土完全解冻日期提前明显;最大冻土深度减少与最大积雪深度的增加、年平均地温和年平均气温的升温显著相关,其中最大冻土深度与最大积雪深度、年平均地温之间的相关系数通过了信度为0.001的显著性检验;和龙近40年最大冻土深度的Hurst指数为0.8129,说明最大冻土深度序列具有较强的持续性,未来仍将继续减少。
笔者利用内蒙古阿拉善盟地区9个气象观测站冻土观测资料,冬季11月至翌年3月平均气温资料,通过统计分析、线性趋势分析等方法,对阿拉善盟最大冻土深度的时间演变、空间分布以及与气温的关系进行了分析。结果表明:阿拉善盟最大冻土深度的空间分布特征为西深东浅、北深南浅,诺尔公地区最深,巴彦浩特地区最浅。阿拉善盟各站11月至翌年3月平均气温呈上升趋势,最大冻土深度和平均气温呈负相关,大部分台站相关性显著,随着气温的升高冻土深度在变浅。
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。