長春市凍土時空變化特征分析

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.