山東省濱州市凍土分布與變化特征分析

摘要利用濱州市1981～2010年7個(gè)站點(diǎn)地面氣象觀測(cè)記錄中的凍土資料，對(duì)濱州市地面凍結(jié)日期、解凍日期、凍結(jié)日數(shù)及最大凍土深度的時(shí)空分布進(jìn)行分析。結(jié)果表明，近30年來(lái)全市土壤開(kāi)始凍結(jié)日期呈現(xiàn)不同程度的推遲；全市土壤完全解凍日期年代間呈波動(dòng)變化，且變化幅度均小于開(kāi)始解凍日期變化幅度，總體趨勢(shì)是20世紀(jì)90年代提前于80年代，近10年較90年代卻有所推遲；平均最大凍土深度分成北部大值區(qū)、南部次大、中部最小3個(gè)區(qū)域，90年代平均深度小于80年代，近10年除惠民外，其余縣區(qū)均有不同程度的加深趨勢(shì)；陽(yáng)信、惠民、濱城、博興、鄒平年極端最大凍土深度均呈減小的趨勢(shì)，而沾化年極端最大凍土深度呈增加的趨勢(shì)，但增加的幅度不明顯。

關(guān)鍵詞凍結(jié)日期；解凍日期；凍土深度變化；濱州市

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07927-01

作者簡(jiǎn)介劉路花（1978-），女，山東濱州人，工程師，從事地面測(cè)報(bào)、預(yù)報(bào)氣象服務(wù)、農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作。

收稿日期20140630濱州市位于黃河下游、魯北平原，現(xiàn)轄濱城區(qū)、惠民、陽(yáng)信、無(wú)棣、沾化、博興、鄒平六縣一區(qū)。北鄰渤海，是山東的北大門。地處117°32′～118°09′E、36°52′～37°45′N，海拔高度相差較大。南部鄒平縣測(cè)站是7縣區(qū)中海拔最高的一個(gè)；濱城區(qū)次之，惠民縣、陽(yáng)信縣、博興縣、無(wú)棣縣較低，沾化縣在7縣區(qū)中海拔最低。根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)，全市極端最低氣溫為-17.3～-22.2 ℃，出現(xiàn)在12月～翌年2月。隨著全球氣候變暖，濱州市氣溫也出現(xiàn)了升高的趨勢(shì)，尤其是冬季氣溫升高幅度更為明顯，凍土的氣候特征隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。筆者利用濱州市1981～2010年7個(gè)站點(diǎn)地面氣象觀測(cè)記錄中的凍土資料，對(duì)濱州市地面凍結(jié)日期、解凍日期、凍結(jié)日數(shù)及最大凍土深度的時(shí)空分布進(jìn)行分析。

1資料與方法

1.1資料選取所用凍土資料為濱州市除陽(yáng)信外6個(gè)站的1981～2010年歷年地面氣象觀測(cè)記錄。陽(yáng)信縣站點(diǎn)類別1990～1998年改為了一般輔助站，不觀測(cè)凍土，故陽(yáng)信縣觀測(cè)記錄具有不連續(xù)性，凍土資料分1981～1989、1999～2010年2個(gè)階段。

1.2分析方法

1.2.1相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差。為了分析各站最大凍土深度的相對(duì)變動(dòng)程度，計(jì)算了各站最大凍土深度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差（又稱為離差系數(shù)或變差系數(shù)）[1]。它是標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值，即CV=s，式中，s為該站最大凍土深度的標(biāo)準(zhǔn)差，為該站1981～2010年逐年最大凍土深度的平均值。

1.2.2線性傾向方法。為了分析最大凍土深度的變化趨勢(shì)，使用線性傾向估計(jì)方法[2]，用xi表示逐年最大凍土深度，用ti表示與xi一一對(duì)應(yīng)的逐年年份，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程，即xi=a+bti（i=1，2，…，n），式中，回歸系數(shù)b表示最大凍土深度的趨勢(shì)傾向，b>0說(shuō)明隨時(shí)間t增加x呈上升趨勢(shì)，b<0說(shuō)明隨時(shí)間t增加x呈下降趨勢(shì)，同時(shí)b值的大小反映上升或下降的速率。

2結(jié)果與分析

2.1地面土壤開(kāi)始凍結(jié)日期分析從可以看出，濱州市20世紀(jì)80年代平均凍結(jié)日期為11月1日，90年代平均凍結(jié)日期為11月9日，而濱州市進(jìn)入21世紀(jì)平均凍結(jié)日期為11月23日。因此濱州市地面開(kāi)始凍結(jié)日期變化幅度還是很大的，且年代間均呈推遲的趨勢(shì)。

1981～2010年濱州市土壤開(kāi)始凍結(jié)日期年代變化

區(qū)域20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代21世紀(jì)以來(lái)無(wú)棣縣10-3011-0711-19沾化縣11-0211-0811-21陽(yáng)信縣10-3011-0711-25濱城區(qū)10-3011-1011-24惠民縣11-0211-1111-23博興縣10-3011-1211-25鄒平縣10-3011-1111-25

2.2土壤完全解凍日期分析從可以看出，濱州市20世紀(jì)80年代平均解凍日期為3月20日， 90年代平均解凍日期為3月2日， 21世紀(jì)以來(lái)平均解凍日期為3月7日，提前于80年代卻推遲于90年代。另外濱州市凍土開(kāi)始結(jié)束日期的空間分布也是呈規(guī)律性的，土壤開(kāi)始凍結(jié)的平均日期從北向南逐漸推遲，而土壤完全解凍日期從北向南逐漸提前趨勢(shì)，即地面開(kāi)始凍結(jié)早的地區(qū)解凍相應(yīng)較晚一些。因?yàn)楸边吙h區(qū)瀕臨渤海，冬季冷空氣南下過(guò)程中，對(duì)北部縣區(qū)的影響大于南部縣區(qū)，造成的降溫幅度也是北部大于南部。

1981～2010年濱州市土壤開(kāi)始解凍日期年代變化

區(qū)域20世紀(jì)80年代20世紀(jì)90年代21世紀(jì)以來(lái)無(wú)棣縣03-2003-1703-11沾化縣03-2102-2603-08陽(yáng)信縣03-2302-2603-09濱城區(qū)03-1703-0303-09惠民縣03-2702-2803-06博興縣03-1702-2602-27鄒平縣03-1502-2503-04

2.3平均最大凍土深度北部無(wú)棣縣31 cm、沾化縣33 cm、陽(yáng)信縣33 cm，中部惠民縣26 cm、濱城區(qū)25 cm、博興縣25 cm，南部鄒平28 cm；各站累年平均最大凍土深度自北向南分