黑龙江省气候对公路建设的影响研究

祖显威

(黑龙江农垦建工路桥有限公司，黑龙江 哈尔滨 150001)

1 黑龙江省的气候特点

黑龙江省地处我国东北部，属温带、寒温带大陆季风气候，南北跨越10个纬度，东西跨越14个经度，地形复杂，温差较大。

2 黑龙江省温度对公路的影响

黑龙江省位于我国最北部，地理坐标为43°22′～53°24′，东经121°13′～135°。我省所处纬度相对全国其他省份最高，始终是太阳高度角最小的省份。纬度位置还制约着昼夜长短的变化，日照时间的长短受其影响较大。而日照时间的长短另一个重要影响因素，就是影响一个地区获得太阳辐射能的多少。

冬季，太阳直射点会向南半球偏移，致使北半球各地出现白昼时间短夜晚时间长的现象，而且纬度越高，白昼越短。在冬季，昼短夜长现象最为明显的地区就是黑龙江，白天日照时间相对南方各省市明显偏少。受太阳高度角不同的影响造成不同省区之间的冬季太阳辐射总量具有明显差异，与之带来的影响是，冬季辐射能支出大于收入的现象，辐射平衡值为负值。太阳高度角最小，白昼最短，这就从根本上决定了黑龙江省冬季气候极端严寒的特点。

夏季，太阳直射点会向赤道以北偏移，致使北半球各地出现白昼时间长夜晚时间短的现象，而且白昼时间向北呈现递增趋势。地表获得的太阳辐射能，会随着长昼对太阳高度角对太阳辐射能的抵消，得到一定的补偿。因此，太阳辐射总量在夏季不会受到较大影响，同南方各省相差无几，这就使黑龙江省夏季气温普遍较高。

黑龙江省年太阳总辐射分布。可以明显看出我省太阳辐射分布具有明显的地域性。其特征为年太阳总辐射量一般在4 300～4 900 MJ/m2之间，松嫩平原及东南部总辐射较多，在4 600 MJ/m2以上，三江平原和伊春地区、大兴安岭地区总辐射少于4 600 MJ/m2。

黑龙江省各地太阳总辐射不仅具有较强的区域差异性，季节性差异也是十分明显，特别是冬季和夏季之间的差异更为突出。以佳木斯近10年的数据为例进行说明，见表1。

表1 佳木斯冬季和夏季各月日照、太阳总辐射比较

佳木斯冬季3各月日照百分率高于全年的平均值，夏季3个月的日照百分率低于全年平均值。但是，由于夏季白昼特别长，冬季白昼特别短，因此，夏季3个月的日照时数远远多于冬季3个月，前者约为全年总日照时数的28.1%，后者则不足全年总日照时数的20.4%。佳木斯夏季3个月的太阳辐射总量，差不多相当于冬季3个月的2.7倍。这说明我省太阳总辐射在季节分配上严重不均衡。

课题组收集并汇总哈尔滨与全国其他几个重要城市一月和七月的平均气温，见表2。

表2 几个重要城市1月和7月平均气温的对比/℃

对比表2中的温度数据可以发现，黑龙江省1年内热量分配的极不均衡现象，在全国是最突出的，冬季与夏季气温相差之大，超过其它任何省区。

从表2中可以看出，哈尔滨1月同7月平均气温相差42 ℃以上，几乎为广州的3倍，甚至比深居在亚洲大陆中部的乌鲁木齐的年温差还要大。

黑龙江省跨越纬度达10以上，南北相距1 120 km，为了省内气候分布特征，对我省东部地区(A)和西部地区(B)的代表城市的几项热量指标进行调研。每组中的3个地点都位于自南向北的不同纬度，结果如3表所示。

表3说明，不论是西部地区还是东部地区，所列各项数据都显示出一个共同的规律，即随着维度的增加，全年日照时数、太阳总辐射量、年平均气温均呈递减趋势。

表3 黑龙江省几项热量指标东部和西部比较

此外，虽然气温在一年内纬向递变的趋势是一致的，但是，不同的季节递变的幅度却有很大的差异。总的来说，冬季气温随纬度增高而递减的幅度最大，春季和秋季递减的幅度介于冬、夏之间。如表4所示。

表4 各季节代表月份的太阳总辐射(kcal/cm2)

为了更清晰的了解我省各地间的温度差异，对我省典型城市1990～2010年20年间的月平均气温进行分析，结果如5表所示。

从表5可以看出，我省各地的月平均气温存在较大的差异。随着纬度的增加，同一月份，牡丹江与漠河之间，月平均最高气温差值可达13.8 ℃。

表5 黑龙江省典型城市月均气温/℃

3 黑龙江省降水对公路的影响

同样，由于黑龙江省面积广大，东西相距达到930 km，因此，不同经度的地区，受夏季风影响的强度也有很大差别，这样，就造成了降水量空间分布上的东西差异，如表6所示。

表6 年降水量的东西变化

从表6中可以看出，各城镇的维度、地形大体相当，降水量呈现自东向西递减的特点。

4 结 论

综合上述调研结果可以发现，我省各代表城市的太阳辐射、温度及降水量均有显著地差异。各地不同季节的温度变化幅度值有明显的差异。随着纬度的增加，同一月份，牡丹江与漠河之间，月平均最高气温差值可达13.8 ℃。通过对我省气候的调研发现：以纬度由高到低的顺序，黑龙江省以大兴安岭、伊春地区最为寒冷，地下存在多年冻土带与岛状冻土，对公路建设危害较大；公路材料受严寒天气影响，冻胀现象最为突出。