喀左县近15年冻土特征分析

季贺成，张艳芳，杨劲，王宏超，孙子媛

（1.喀左县气象局；2.建平县气象局；3.朝阳市气象局，辽宁朝阳122300）

冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态[1]。温度越低且持续时间越长，冻土层便越厚。冻土是地球上冰冻圈层的组成部分之一。大多数学者认为气候变暖是冻土区变化的重要原因[2-3]，而冻土的变化会引发生态和环境问题。所以，分析季节性冻土的冻结开始时间、完全解冻时间、冻结期持续期的长短、冻土最大深度等情况，对农业生产生活和建筑施工等具有一定的指导意义[4]。喀左县位于辽宁省西部低山丘陵区，属大陆性季风气候[5]，属季节性冻土地区。本文分析了喀左县近15年冻土变化特征，对今后本地冬季冻土层研究提供参考，同时为本地农业生产生活和工程施工等提供参考依据。

1 资料与方法

本文选取喀左国家气象观测站的2003年10月至2018年4月的冻土深度资料和地表温度资料，利用统计分析方法对资料进行处理，对喀左县冻土冻结期、最大冻土深度、冻土的持续时间及冻土深度与地表温度关系等进行了分析。

2 近15年冻土冻结期变化特征分析

喀左县冻土期主要集中在每年的10月下旬至次年4月上旬。喀左县近15年冻土开始时间在10月下旬至11月上旬之间，冻土开始出现最早和最晚时间分别为2007年10月19日、2013年11月10日。冻土开始时间的年变化在2003年至2008年呈推迟趋势，2009年至2011年呈提前趋势，2012年至2014年呈推迟趋势，2015年至2017年呈提前趋势。所以，喀左县冻土开始日期具有明显的年变化特征，且具有波动性。

与冻土开始日期类似，冻土完全解冻时间也具有明显年变化特征，且具有波动性。喀左县2003年～2017年冻土完全解冻日期主要在3月下旬至4月上中旬，也有极端情况。冻土完全解冻最早和最晚时间分别为2015年3月24日、2013年5月2日。2003年～2012年冻土完全解冻日期呈推迟趋势，2013年至2014年呈提前趋势，2015年～2017年呈推迟趋势。

喀左县冻土的持续时间具有明显年变化特征，且存在一定波动性。喀左县2003年～2017年冻土持续平均时间为163天。2012年冻土持续时间最长185天，2014年冻土持续时间最短144天。2003年～2007年冻土持续时间变化不大，2008年～至2012年、2014年～2017年喀左县冻土持续时间呈增加趋势，2012年～2014年呈减少趋势。

3 近15年最大冻土深度年变化特征分析

近15年喀左县最大冻结深度年变化具有明显波动变化特点。最大冻土深度是地表土壤所能冻结到的最大深度，它的变化可以较好地反映冻土的变化情况[6]。喀左县近15年最大冻土深度平均值为92厘米，最大冻土深度最大值与最小值分别出现在2015年的116厘米和2005年的73厘米。2003年和2006年喀左县最大冻土深度较浅，平均值82厘米左右；而2007年和2009年喀左县最大冻土深度较深，其平均值在100厘米左右，2010年和2017年喀左县最大冻土深度较浅，平均值94厘米左右。说明近15年来喀左县的冻土厚度具有薄、厚、薄的变化特点。

4 近15年冻土深度和地表温度关系分析

最大冻土深度与地表温度两者间呈负相关，即冬季地表温度低，则冻土层越深；反之冻土层越浅。喀左县最大冻土深度在2003年 ～2005年、2010年 ～2013年、2016年 ～2017年呈变浅趋势，与其相对应的时间内地表温度呈升高趋势；同样，在2006年～2009年、2014年～2015年最大冻土深度呈加深趋势，地表温度又呈降低趋势。说明地表温度在土壤的冻结工程中发挥着重要作用。

地表最低温度与冻土期在时间上具有一致性。从10月下旬地表最低温度开始出现负值，冻土现象同时发生，直到次年的1月份地表最低温度达到最低，冻土层也在逐渐的加深，从2月开始地表最低温度开始上升，土壤开始出现解冻现象，到4月上旬地表最低温度通过0℃稳定为正值，直到冻土完全解冻。虽然地表最低温度在1月份达到最低，但最大冻土层出现在2月中旬，这说明最大冻土深度的出现时间存在一定的滞后性。

5 结语

喀左县近15年冻土冻结期存在明显年变化，且具有波动性；喀左县近15年冻土厚度具有薄、厚、薄的变化特点；最大冻土深度与地表温度两者间呈负相关；地表最低温度与冻土期在时间上具有一致性，但最大冻土深度的出现时间存在一定的滞后性。

冻土深度变化过程很复杂，不能用单一要素来分析冻土的变化。除地表温度是其重要影响要素外，还应考虑土壤湿度、土壤性质等多种因子影响。未来在研究分析冻土深度时，应加入土壤湿度、土壤性质等相关因子关系的分析，最终能更好地分析冻土深度的变化信息，为生产生活提供指导。