长春市近50年冻土变化特征分析

张明　刘吉洁　肖鸿志

摘要：对长春市1981年～2010年冻土观测资料整理和分析的基础。分析了长春市冻土分布的季节变化、冻土深度的空间变化，以及封冻日期和化通日期的变化，同时也分析了最大冻土深度的时间变化特征。结果表明：长春市为季节性冻土区，冻土期在10月至次年5月间。平均初日和终日分别为10月25日和5月2日，冻土最大深度呈明显下降趋势，下降率为12.4厘米/10年。平均冻土深度179厘米，最大深度为203厘米。冻土深度随着气温变化而变化，呈负相关关系。在全球变暖背景下，由最大冻土深度与温度关系可以认为最大冻土深度仍将维持减小趋势。

关键词：长春市；冻土变化；分析与结果；特征

中图分类号： P434 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.02.051

冻土深度是气候环境变化的反映，是指含有水分的土壤在温度下降到0℃或以下时而呈冻结的状态，冻土是土壤状况的一个重要部分，土壤冻结深度与农事活动、建筑、道路桥梁、铁路设计等关系密切，冻土对气候变化具有敏感性，因而研究其变化意义重大。气候变暖存在明显的区域性，受气温变化的影响冻土存在区域性。从指导地方经济发展角度出发，研究在全球变暖的背景下，长春市冻土的变化特征和影响因子，构建冻土最大深度的预测信息，为冬季道路修建和土木工程建设等地方经济发展服务。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文所用资料为长春市气象局提供的1981年～2010年冻土资料。

1.2 方法

用Y 表示样本量为n的某一变量，用t 表示所对应的时间，建立Y，与 之间的一元线性回归方程为：Y =0+bt。（ =1，2，…，n） （i）式中：0为回归常数；b为回归系数。回归系数b的符号表示变量的趋势倾向，b>0说明随时间的增加而呈上升趋势，反之 呈下降趋势 J。把b×10称作气候倾向率 J，其单位为h/10 a，其可以表示气象要素长期变化的大小。

为了分析要素yi与时间序列xi，要素yi与要素yj间线性相关的密切程度，分别计算序列相关系数和要素间相关系数，见公式（1）。式中：r 为相关系数；X时间（要素）平均值，Y为要素平均值。相关系数的显著性检验水平为r=0.05。

2分析与结果

对长春市1981年～2010年冻土资料进行分析，长春市为季节性冻土区，每年冻土期在10月至次年5月间（见表1）。

对冻土初日（封冻日）资料进行分析，30年平均初日为10月25日，最早初日为10月5日在1988年和2001年出现，最晚初日为11月5日出现在1987年，最大相差30天。

对冻土终日（化通日）资料进行分析，30年平均冻土终日在5月2日，最早冻土终日为3月29日在2002年，最晚终日在5月17日，最大相差近50天。对90年代和21世纪年初、终日平均出现日期分析，90年代平均终日日期为5月4日，21世纪初终日日期为4月26日，平均终日提前8天。

平均初日的分析：

通过对冻土多年平均初终日期的分析得出：初日推后，冻土日数减小。

对冻土最大深度进行分析，最大值总体呈明显下降趋势，下降率12.4厘米/10年。30年平均最大冻土深度179厘米，最大深度为203厘米，出现在1988年，最小深度为121厘米出现在2002年，相差82厘米。在1981年～1990年平均最大冻土深度为191厘米，1991年～2000年平均最大冻土深度为180厘米，在2000年～2010年平均最大冻土深度为167厘米（见表2）。21世纪初的最大冻土深度的平均值比80年代减少了24厘米，详见图1。

90年代、00年代、21世纪初相继减小的数值为11厘米、13厘米、24厘米，说明随着年代的增加，冻土深度减小值增大。

最大冻土深度与气温的关系

对资料分析发现：长春市最大冻土基本出现在前半年，用30年最大冻土深度与前半年平均气温做相关性比较，得出相关系数为-0.4。说明最大冻土深度随着气温变化而变化，呈负相关关系。在全球变暖背景下，由最大冻土深度与温度关系可以认为最大冻土深度仍将维持减小趋势。

3 结语

长春市为季节性冻土区，冻土期在10月至次年5月间，冻土初日（封冻日）为10月25日，最早初日为10月5日，最晚初日为11月5日。冻土终日（化通日）在5月2日。最早冻土终日为3月29日，最晚终日在5月17日，最大相差近50天。

最大冻土深度平均初日推后，冻土期间日数减小。

冻土最大深度最大值总体呈明显下降趋势，下降率12.4厘米/10年。30年平均最大冻土深度179厘米，最大深度为203厘米，出现在1988年，最小深度为121厘米出现在2002年。21世纪初的最大冻土深度的平均值比80年代减少了24厘米。

最大冻土深度随着气温变化而变化，呈负相关关系，相关系数为-0.4。在全球变暖背景下，由最大冻土深度与温度关系可以认为未来几年最大冻土深度仍将维持减小趋势。

作者简介：张明，本科学历，长春市气象探测中心，助理工程师，研究方向：综合气象探测。endprint