長春市近50年凍土變化特征分析

張明　劉吉潔　肖鴻志

摘要：對長春市1981年～2010年凍土觀測資料整理和分析的基礎。分析了長春市凍土分布的季節變化、凍土深度的空間變化，以及封凍日期和化通日期的變化，同時也分析了最大凍土深度的時間變化特征。結果表明：長春市為季節性凍土區，凍土期在10月至次年5月間。平均初日和終日分別為10月25日和5月2日，凍土最大深度呈明顯下降趨勢，下降率為12.4厘米/10年。平均凍土深度179厘米，最大深度為203厘米。凍土深度隨著氣溫變化而變化，呈負相關關系。在全球變暖背景下，由最大凍土深度與溫度關系可以認為最大凍土深度仍將維持減小趨勢。

關鍵詞：長春市；凍土變化；分析與結果；特征

中圖分類號： P434 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.02.051

凍土深度是氣候環境變化的反映，是指含有水分的土壤在溫度下降到0℃或以下時而呈凍結的狀態，凍土是土壤狀況的一個重要部分，土壤凍結深度與農事活動、建筑、道路橋梁、鐵路設計等關系密切，凍土對氣候變化具有敏感性，因而研究其變化意義重大。氣候變暖存在明顯的區域性，受氣溫變化的影響凍土存在區域性。從指導地方經濟發展角度出發，研究在全球變暖的背景下，長春市凍土的變化特征和影響因子，構建凍土最大深度的預測信息，為冬季道路修建和土木工程建設等地方經濟發展服務。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文所用資料為長春市氣象局提供的1981年～2010年凍土資料。

1.2 方法

用Y 表示樣本量為n的某一變量，用t 表示所對應的時間，建立Y，與 之間的一元線性回歸方程為：Y =0+bt。（ =1，2，…，n） （i）式中：0為回歸常數；b為回歸系數。回歸系數b的符號表示變量的趨勢傾向，b>0說明隨時間的增加而呈上升趨勢，反之 呈下降趨勢 J。把b×10稱作氣候傾向率 J，其單位為h/10 a，其可以表示氣象要素長期變化的大小。

為了分析要素yi與時間序列xi，要素yi與要素yj間線性相關的密切程度，分別計算序列相關系數和要素間相關系數，見公式（1）。式中：r 為相關系數；X時間（要素）平均值，Y為要素平均值。相關系數的顯著性檢驗水平為r=0.05。

2分析與結果

對長春市1981年～2010年凍土資料進行分析，長春市為季節性凍土區，每年凍土期在10月至次年5月間（見表1）。

對凍土初日（封凍日）資料進行分析，30年平均初日為10月25日，最早初日為10月5日在1988年和2001年出現，最晚初日為11月5日出現在1987年，最大相差30天。

對凍土終日（化通日）資料進行分析，30年平均凍土終日在5月2日，最早凍土終日為3月29日在2002年，最晚終日在5月17日，最大相差近50天。對90年代和21世紀年初、終日平均出現日期分析，90年代平均終日日期為5月4日，21世紀初終日日期為4月26日，平均終日提前8天。

平均初日的分析：

通過對凍土多年平均初終日期的分析得出：初日推后，凍土日數減小。

對凍土最大深度進行分析，最大值總體呈明顯下降趨勢，下降率12.4厘米/10年。30年平均最大凍土深度179厘米，最大深度為203厘米，出現在1988年，最小深度為121厘米出現在2002年，相差82厘米。在1981年～1990年平均最大凍土深度為191厘米，1991年～2000年平均最大凍土深度為180厘米，在2000年～2010年平均最大凍土深度為167厘米（見表2）。21世紀初的最大凍土深度的平均值比80年代減少了24厘米，詳見圖1。

90年代、00年代、21世紀初相繼減小的數值為11厘米、13厘米、24厘米，說明隨著年代的增加，凍土深度減小值增大。

最大凍土深度與氣溫的關系

對資料分析發現：長春市最大凍土基本出現在前半年，用30年最大凍土深度與前半年平均氣溫做相關性比較，得出相關系數為-0.4。說明最大凍土深度隨著氣溫變化而變化，呈負相關關系。在全球變暖背景下，由最大凍土深度與溫度關系可以認為最大凍土深度仍將維持減小趨勢。

3 結語

長春市為季節性凍土區，凍土期在10月至次年5月間，凍土初日（封凍日）為10月25日，最早初日為10月5日，最晚初日為11月5日。凍土終日（化通日）在5月2日。最早凍土終日為3月29日，最晚終日在5月17日，最大相差近50天。

最大凍土深度平均初日推后，凍土期間日數減小。

凍土最大深度最大值總體呈明顯下降趨勢，下降率12.4厘米/10年。30年平均最大凍土深度179厘米，最大深度為203厘米，出現在1988年，最小深度為121厘米出現在2002年。21世紀初的最大凍土深度的平均值比80年代減少了24厘米。

最大凍土深度隨著氣溫變化而變化，呈負相關關系，相關系數為-0.4。在全球變暖背景下，由最大凍土深度與溫度關系可以認為未來幾年最大凍土深度仍將維持減小趨勢。

作者簡介：張明，本科學歷，長春市氣象探測中心，助理工程師，研究方向：綜合氣象探測。endprint