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;...

受多种因素的影响，多年冻土区工程地质环境比较复杂，冻融灾害严重影响了管道稳定性，因此深入探究不良地质环境形成的原因对中俄原油管道建设及安全运营是必不可少的。根据实地勘测数据资料，采用突变级数法，系统研究了影响冻土地质环境的冻土热稳定性、大气温度及海拔高程等因素，依据突变模型，采用指标分级建立理想、良好、一般、较差和恶劣5个等级，综合评价了中俄原油管道沿线冻土工程地质环境，研究了管线冻土工程地质环境。综合分析表明，大气温度与海拔高程同冻土工程地质环境拟合度较高。

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.

由于全球变暖,气候系统极有可能在达到某个临界阈值之后出现整个系统的崩溃,造成类似于电影《后天》中的后果。多年冻土退化被认为是气候系统中一个重要的气候突变要素。在全球变暖的背景下,多年冻土正在迅速退化,并将释放出巨量的碳。多年冻土热融喀斯特现象的存在,并综合其他气候突变因素,有可能在政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的2℃目标以内达到地球系统行星边界的阈值,从而对气候系统产生不可逆的影响。

利用1961—2012年来黑龙江省32个气象台站的逐日冻土观测数据,使用变异系数法、线性趋势估计法、克里金插值法以及突变检验方法,对黑龙江省冻土最大冻结深度的时空变化特征进行了分析。得到如下结论:黑龙江省冻土最大冻结深度年下降速率为-0.67 cm/a,变异系数为9.9%,突变年份出现在20世纪80年代中后期,在60年代最大冻结深度达到最大。之后每10年出现明显的递减趋势,下降速率为12.43 cm/10 a。黑龙江省冻土平均开始冻结日期在10月中旬左右,冻土开始解冻的日期最早出现在2007年3月1日,最晚出现在1972年4月6日。冻结日期在不断提前,而冻土开始冻结日期却在逐步延后,空间分布总体上呈现北高南低的趋势走向。低值区主要位于铁力、通河站点附近,同纬度相比,中部地区的最大冻结深度偏低。

基于MK检验、滑动t检验、EOF分析方法,使用近50年(1961-2012年)黑龙江省32个气象基准台站逐日冻土观测数据、气温观测数据,对黑龙江省冻土厚度时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)近50年黑龙江省冻土厚度减少了12.86 cm,下降速率为-0.53 cm/a,以2001年为界发生了突变。(2)冻土厚度空间分布呈现由北厚南薄格局,中部地区冻土厚度较同纬度其他区域偏低;空间变化呈现南部冻土厚度降低快,北部降低慢,中部与西部、东南部呈相反变化的特征,伊春、铁力、漠河观测点为冻土变化敏感区。(3)气温是影响黑龙江省冻土厚度变化的主要因素,与冻土厚度相关系数为-0.611。本文的主要贡献为揭示了黑龙江省冻土厚度的空间变化特征,为相关研究及各级政府规划提供了依据。

利用松花江流域内及周边的56个气象站点资料,采用气候统计学分析方法,对1960-2004年松花江流域最大冻土深度的时空变化及其与气温的关系进行了分析。结果表明:流域年最大冻土深度分布整体呈由南向北增加的趋势。月最大冻土深度有明显的季节变化,最大值多出现在3月,且高纬度地区最大冻土深度均大于低纬度地区。1960-2004年松花江流域年最大冻土深度呈明显下降趋势,变化率为-8.25 cm/10a,与冻土同期的年均气温呈显著升高趋势,变化率为0.41℃/10a。年最大冻土深度在1980s中期发生突变,突变年前后最大冻土深度减小了35 cm。此外,年最大冻土深度和年均气温在时间和空间尺度上均呈显著负相关,高纬度地区最大冻土深度比低纬度地区对气候变暖的响应滞后。

214国道位于青藏高原的东缘,1985-2012年期间的冻土勘察和地温监测资料表明,在河卡山至清水河439 km范围内的高山、滩地和沼泽化草甸地区分布着不连续和岛状多年冻土,公路实际穿越的多年冻土段累计里程约232.4 km,沿线绝大部分路段的地温高于-1.5℃,含冰量、冻土上限等多年冻土特征指标随地形、地貌变化剧烈.在分析上述资料的基础上,从冻土热稳定性和自然环境两个因素入手,采用突变级数法建立了多年冻土工程地质条件评价模型并对214国道多年冻土工程地质条件进行了定量评价.结果表明:214国道沿线冻土热稳定性普遍较差,自然环境多处于一般状态.除局部少冰、多冰冻土路段以外,沿线多年冻土工程地质条件总体处于较差或恶劣状态.与214国道病害调查资料进行比较后发现,路基病害一般发生在工程地质条件差的路段.这表明该评价结果比较准确的反映了沿线的多年冻土工程地质条件,对于现有214国道和新建共和-玉树高速公路的运营和维护具有重要的指导意义.

利用描述分析、线性趋势拟合和累积距平方法对通辽国家基本气象观测站(以下简称通辽站)1962—2011年50年的年最大冻土深度、冬季(10月—翌年2月)各月平均最低气温和平均最低地面温度资料进行了对比分析。结果表明,通辽站最大冻土深度多年平均可达131.7cm,最大值出现在1977年2月,最小值出现在2007年2月,两者相差1.4倍;在全球气候变暖的大背景下,通辽站最大冻土深度的年代际变化特征明显,在20世纪60—70年代末期,最大冻土深度呈逐渐增大趋势,80年代以后该值逐年减小;在50年时间尺度上,通辽站最大冻土深度存在2次突变过程,突变时间点在1971/1972年冬季和2005/2006年冬季。该地区最大冻土深度的变化与冬季平均最低地温和平均最低气温的变化呈显著的负相关关系,气温和地温低则冻土层厚,否则冻土层薄,最大冻土深度出现的最大值月份比最低气温和地温出现月要滞后1～2个月。

在多年冻土区,由于特殊的冻土工程地质条件带来的冻土问题,是铁路建设及维护面临的难题之一.为评价铁路沿线冻土工程地质条件,从分析影响冻土工程地质条件特征的两大因素冻土热稳定性和自然环境条件出发,结合现场勘探资料,采用突变级数法建立了可量化的冻土工程地质评价模型并划定评价等级,评价结果S分为5级:恶劣(S≤0.77)、较差(0.77