长春市冻土时空变化特征分析

姚宏伟　解彦维　范婷婷

摘要    利用1961—2018年长春市6个地面气象站的多年冻土资料，分析了长春市多年冻土平均最大深度、冻结日期、解冻日期、冻结日数和年际变化规律。结果表明，58年来，全市冻结日期略有推迟，解冻期明显提前;多年来最大平均冻土深度的变化呈下降趋势，各站的变化趋势与全市基本一致。

关键词    冻土;分布特征;变化趋势;吉林长春

中图分类号    P642.14        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）24-0165-01                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

冻土层是指当温度降到0 ℃或更低时，含有水分的土壤冻结的现象。我国的冻土分布非常广泛，受季节性冻土和多年冻土影响的地区约占全国土地总面积的70%[1]。冻土对气候变化敏感，温度变化是冻土的重要影响因素。近几十年来，冻结期推迟、融化期提前、冻结时间缩短的现象频发。多年冻土的主要转化时期发生在20世纪80年代中期，90年代明显减少[2-3]。现对长春市冻土时空变化特征进行分析。

1    资料与统计方法

本文选取1961—2018年长春市6个地面气象观测站的冻土观测数据，选择各站每年最大冻土深度、58年来平均值、6个地点的平均值，统计时间为10月至翌年5月。

2    结果与分析

2.1    冻土深度

2.1.1    站点最大冻土深度和多年平均冻土深度。长春市冻土的最大冻结深度受纬度和地形的双重影响。根据全市6个观测站的资料，计算了平均多年冻土深度的最大值，给出了平均多年冻土深度的区域分布。长春市区冻土深度相对较深，榆树达140 cm，向北向南依次转浅，九台、双阳较浅，分别为125、122 cm。

2.1.2    全市平均冻土最大深度及年际、年代际变化。长春市多年冻土的深度在2月底和3月初达到最大值。全市多年平均冻结深度131 cm，年平均冻结深度最大169 cm，出现在1969年;最小深度95 cm，出现在1989年。全市冻土平均最大深度在20世纪80年代中后期出现转折，并从1988年开始明显变浅。在此之前，年平均冻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。

随着气候变暖，平均冻土的最大深度趋浅，在20世纪60年代和70年代，超过140 cm，80年代为137 cm，90年代为117 cm。各站点平均冻土深度的年代际变化趋势基本相同，略有差异。农安、双阳在20世纪90年代至21世纪00年代呈加深趋势，90年代达到最低点。

2.2    冻土稳定冻结日期

长春市土壤稳定性冻结时间在11月中旬，由北向南逐渐推迟，稳定冻结日期波动较大，略有提前趋势。多年平均稳定冻结日为11月13日，最早为2002年10月29日，最晚为1994年11月26日，年际之间最大差异为15 d。多年来，各县（市）的平均稳定冰期差异较大。农安、九台、德惠等地的冻结日较早，为11月9—11日。长春、双阳、榆树在11月15—18日。全市平均稳定冻结日期的年代际变化不大，21世纪10年代最早，在11月10日;70年代最晚，在11月16日。

2.3    冻土完全解冻日期

长春市从5月上中旬开始，地表出现白天融化和夜晚冻结的现象，5月底冻土几乎完全解冻，全市多年平均解冻日为5月11日。年平均解冻日最早为4月24日（1988年），最晚为5月31日（1968年）。1992年开始，全市的冻土提前解冻，之前比多年平均解冻期晚，之后比多年平均解冻期早。九台、长春、双阳较早，在5月上旬;榆树、农安、德惠在5月中旬;全市5月中旬，各站点的平均融冰期逐渐提前[4]。

2.4    冻土冻结日数

冻土冻结日数是指从土壤稳定冻结至土壤完全解冻的累计天数。长春市多年冻土冻结日数总体呈缩短趋势。多年来全市平均冻结日数为184 d，最长日数为203 d（1969年）、最短日数为163 d（1998年）。1991年以前，冻土年平均日数大部分高于多年平均日数，1991年以后，冻土年平均日数大部分低于多年平均日数。北方地区冻土平均冻结日数>180 d，长春和双阳地区多年冻土平均冻结日数<180 d，不同站点之间最大相差为16 d。长春市平均冻结日数在20世纪90年代最少，为177 d，20年代次之，为181 d，其他年代冻结日数均稳定在184～188 d之间。

3    结论

（1）长春市多年冻土的时空变化与气候变化趋势基本一致，即随着气候变暖，特别是冬季变暖，导致冻土变浅，土壤冻结日期推迟，解冻日期提前。

（2）全市冻土平均深度存在明显的年代际变化。随着气候变暖，平均冻土的最大深度趋浅。

（3）长春市土壤稳定冻结时间一般在11月中旬，略趋于提早。多年平均稳定冻结日期为11月13日，农安、九台、德惠为11月9—11日，长春、双阳、榆树为11月15日—18日。

（4）长春5月上中旬开始出现解冻，5月底冻土基本完全解冻，全市多年平均解冻日期在5月11日，全市的平均解冻日期从1992年开始提前，九台、长春、双阳较早，在5月上旬，榆樹，农安、德惠在5月中旬，全市平均解冻期在5月中旬，各站点的平均解冻日期逐渐提前。

（5）长春市冻结天数总体呈缩短趋势。全市多年平均日数为184 d，而北部站点平均冰冻日数较长（>180 d），长春和双阳的平均冻结日数<180 d。

4    参考文献

[1] 陈博，李建平.近50年来中国季节性冻土与短时冻土的时空变化特征[J].大气科学，2008，32（3）：432-443.

[2] 刘小宁，李庆祥.我国最大冻土深度变化及初步解释[J].应用气象学报，2003，14（3）：299-308.

[3] 王生廷，盛煜，吴吉春，等.祁连山大通河源区冻土特征及变化趋势[J].冰川冻土，2015，37（1）：27-37.

[4] 晏晓英，王冬妮，袁福香.吉林省近52年冻土时空变化特征[J].气象灾害防御，2018，25（4）：46-50.