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        長春市凍土時空變化特征分析

        2019-01-11 17:35:02姚宏偉解彥維范婷婷
        現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2019年24期
        關(guān)鍵詞:吉林長春分布特征變化趨勢

        姚宏偉 解彥維 范婷婷

        摘要? ? 利用1961—2018年長春市6個地面氣象站的多年凍土資料,分析了長春市多年凍土平均最大深度、凍結(jié)日期、解凍日期、凍結(jié)日數(shù)和年際變化規(guī)律。結(jié)果表明,58年來,全市凍結(jié)日期略有推遲,解凍期明顯提前;多年來最大平均凍土深度的變化呈下降趨勢,各站的變化趨勢與全市基本一致。

        關(guān)鍵詞? ? 凍土;分布特征;變化趨勢;吉林長春

        中圖分類號? ? P642.14? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

        文章編號? ?1007-5739(2019)24-0165-01? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(資源服務(wù))標識碼(OSID)

        凍土層是指當溫度降到0 ℃或更低時,含有水分的土壤凍結(jié)的現(xiàn)象。我國的凍土分布非常廣泛,受季節(jié)性凍土和多年凍土影響的地區(qū)約占全國土地總面積的70%[1]。凍土對氣候變化敏感,溫度變化是凍土的重要影響因素。近幾十年來,凍結(jié)期推遲、融化期提前、凍結(jié)時間縮短的現(xiàn)象頻發(fā)。多年凍土的主要轉(zhuǎn)化時期發(fā)生在20世紀80年代中期,90年代明顯減少[2-3]?,F(xiàn)對長春市凍土時空變化特征進行分析。

        1? ? 資料與統(tǒng)計方法

        本文選取1961—2018年長春市6個地面氣象觀測站的凍土觀測數(shù)據(jù),選擇各站每年最大凍土深度、58年來平均值、6個地點的平均值,統(tǒng)計時間為10月至翌年5月。

        2? ? 結(jié)果與分析

        2.1? ? 凍土深度

        2.1.1? ? 站點最大凍土深度和多年平均凍土深度。長春市凍土的最大凍結(jié)深度受緯度和地形的雙重影響。根據(jù)全市6個觀測站的資料,計算了平均多年凍土深度的最大值,給出了平均多年凍土深度的區(qū)域分布。長春市區(qū)凍土深度相對較深,榆樹達140 cm,向北向南依次轉(zhuǎn)淺,九臺、雙陽較淺,分別為125、122 cm。

        2.1.2? ? 全市平均凍土最大深度及年際、年代際變化。長春市多年凍土的深度在2月底和3月初達到最大值。全市多年平均凍結(jié)深度131 cm,年平均凍結(jié)深度最大169 cm,出現(xiàn)在1969年;最小深度95 cm,出現(xiàn)在1989年。全市凍土平均最大深度在20世紀80年代中后期出現(xiàn)轉(zhuǎn)折,并從1988年開始明顯變淺。在此之前,年平均凍土的最大深度大于或接近多年平均深度,后期大部分年平均深度小于多年平均深度。

        隨著氣候變暖,平均凍土的最大深度趨淺,在20世紀60年代和70年代,超過140 cm,80年代為137 cm,90年代為117 cm。各站點平均凍土深度的年代際變化趨勢基本相同,略有差異。農(nóng)安、雙陽在20世紀90年代至21世紀00年代呈加深趨勢,90年代達到最低點。

        2.2? ? 凍土穩(wěn)定凍結(jié)日期

        長春市土壤穩(wěn)定性凍結(jié)時間在11月中旬,由北向南逐漸推遲,穩(wěn)定凍結(jié)日期波動較大,略有提前趨勢。多年平均穩(wěn)定凍結(jié)日為11月13日,最早為2002年10月29日,最晚為1994年11月26日,年際之間最大差異為15 d。多年來,各縣(市)的平均穩(wěn)定冰期差異較大。農(nóng)安、九臺、德惠等地的凍結(jié)日較早,為11月9—11日。長春、雙陽、榆樹在11月15—18日。全市平均穩(wěn)定凍結(jié)日期的年代際變化不大,21世紀10年代最早,在11月10日;70年代最晚,在11月16日。

        2.3? ? 凍土完全解凍日期

        長春市從5月上中旬開始,地表出現(xiàn)白天融化和夜晚凍結(jié)的現(xiàn)象,5月底凍土幾乎完全解凍,全市多年平均解凍日為5月11日。年平均解凍日最早為4月24日(1988年),最晚為5月31日(1968年)。1992年開始,全市的凍土提前解凍,之前比多年平均解凍期晚,之后比多年平均解凍期早。九臺、長春、雙陽較早,在5月上旬;榆樹、農(nóng)安、德惠在5月中旬;全市5月中旬,各站點的平均融冰期逐漸提前[4]。

        2.4? ? 凍土凍結(jié)日數(shù)

        凍土凍結(jié)日數(shù)是指從土壤穩(wěn)定凍結(jié)至土壤完全解凍的累計天數(shù)。長春市多年凍土凍結(jié)日數(shù)總體呈縮短趨勢。多年來全市平均凍結(jié)日數(shù)為184 d,最長日數(shù)為203 d(1969年)、最短日數(shù)為163 d(1998年)。1991年以前,凍土年平均日數(shù)大部分高于多年平均日數(shù),1991年以后,凍土年平均日數(shù)大部分低于多年平均日數(shù)。北方地區(qū)凍土平均凍結(jié)日數(shù)>180 d,長春和雙陽地區(qū)多年凍土平均凍結(jié)日數(shù)<180 d,不同站點之間最大相差為16 d。長春市平均凍結(jié)日數(shù)在20世紀90年代最少,為177 d,20年代次之,為181 d,其他年代凍結(jié)日數(shù)均穩(wěn)定在184~188 d之間。

        3? ? 結(jié)論

        (1)長春市多年凍土的時空變化與氣候變化趨勢基本一致,即隨著氣候變暖,特別是冬季變暖,導致凍土變淺,土壤凍結(jié)日期推遲,解凍日期提前。

        (2)全市凍土平均深度存在明顯的年代際變化。隨著氣候變暖,平均凍土的最大深度趨淺。

        (3)長春市土壤穩(wěn)定凍結(jié)時間一般在11月中旬,略趨于提早。多年平均穩(wěn)定凍結(jié)日期為11月13日,農(nóng)安、九臺、德惠為11月9—11日,長春、雙陽、榆樹為11月15日—18日。

        (4)長春5月上中旬開始出現(xiàn)解凍,5月底凍土基本完全解凍,全市多年平均解凍日期在5月11日,全市的平均解凍日期從1992年開始提前,九臺、長春、雙陽較早,在5月上旬,榆樹,農(nóng)安、德惠在5月中旬,全市平均解凍期在5月中旬,各站點的平均解凍日期逐漸提前。

        (5)長春市凍結(jié)天數(shù)總體呈縮短趨勢。全市多年平均日數(shù)為184 d,而北部站點平均冰凍日數(shù)較長(>180 d),長春和雙陽的平均凍結(jié)日數(shù)<180 d。

        4? ? 參考文獻

        [1] 陳博,李建平.近50年來中國季節(jié)性凍土與短時凍土的時空變化特征[J].大氣科學,2008,32(3):432-443.

        [2] 劉小寧,李慶祥.我國最大凍土深度變化及初步解釋[J].應(yīng)用氣象學報,2003,14(3):299-308.

        [3] 王生廷,盛煜,吳吉春,等.祁連山大通河源區(qū)凍土特征及變化趨勢[J].冰川凍土,2015,37(1):27-37.

        [4] 晏曉英,王冬妮,袁福香.吉林省近52年凍土時空變化特征[J].氣象災(zāi)害防御,2018,25(4):46-50.

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