和硕县地温变化特征分析

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1、和硕县地温变化特征分析［摘要］利用和硕站1971-2010年逐月5-40cm地温资料，应用数理统计方法，分析和硕县浅层地温的变化趋势和异常特征及其突变现象，得出各层年平均地温及各季地温均呈现递增趋势，随着深度的增加，增幅变缓,并存在明显的突变时间。［关键词］浅层地温变化特征突变和硕县［中图分类号］P468.0+21［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-9-65-2近些年來，随着全球气候的变暖，极端天气气候事件频繁发生，气温变化U经引起了社会各界的广泛关注。地温是表征土壤热特性的重要指标之一，是土壤表面吸收太阳辐射后转变为土壤热能并传送到较深层的表述，其变化比气温变化更具有保守

2、性和滞后性，土壤深处存在自身热量的四季变化。无论是太阳辐射的影响还是地球内部自身的热流变化，在经过一段时间后，都必然会对大气中天气气侯变化产生反馈作用。地温也是土壤环境的重要指标，在研究土壤发展方向、发育速率以及生物生产力形式和植物群落演替等过程屮占据重要的地位。研究某地地温的变化特征具冇一定的气候学意义。和硕县位于焉耆盆地东北角，地势地貌十分复杂，小气候特征明显，现利用和硕站近40年的地温资料，通过其变化趋势、突变现象和异常年份，來揭示和硕地温的变化特征。以期为当地工、农业生产和建设提供更加科学的气象数据。1资料及计算方法选取和硕站1971—2010年逐月5cm、10cm^15cm>20cm

3、和40cm浅层平均地温资料，建立春季、夏季、秋季、冬季和全年的地温序列，利用气候倾向率分析其变化特征；采用mann-kendal1(简称M-K)方法分析地温序列的突变现象，得出和硕县地温的变化特征。气候倾向率采用一元线性HI归方程表达式：Ti二aO+alti式中Ti为平均地温；ti为时间(年份)；al为浅层地温倾向率。Mann-kendall检验方法是一种非参数统计检验方法，对于具冇n个样本量的时间序列x,构造一秩序列：(k二2,3,…，n)(1式)，在时间序列随机独立的假定下，定义统计量：(k二1,2,n)(2式)其中UF1=O,E(Sk),Var(Sk)是累计数Sk的均值和方差,它们可由下

4、式算出：E(Sk)二n(n+1)/4；Var(Sk)二n(n-1)(2n+5)/72(3式)；同时使UBk二-UFk,k=n,n-1,…，1,UB1二0。2地温变化趋势分析和硕近40(1971-2010)年5cm、10cm、15cm、20cm和40cm年平均地温分别为10・87°C、10・96°C、11.28°C、11.20°C和11.85°C；其地温的年倾向率分别为：0.6914、0.6723、0.5566、0.5254、0.4732。从图1中我们可以看出，5-40cm和硕县浅层地温年平均值变化比较一致，均呈现波动上升趋势，但各个层次的升温幅度不是很一致，5cm升温幅度最为明显,为0.691

5、4,其次为10cm,升温幅度为0.6723,40cm的升温幅度最小，为0.4732,年平均气温随着深度一致表现为增温趋势，但随着深度的增加而增幅逐渐变小。2.1地温的季节变化分析四季（冬、春、夏、秋，按自然分季）地温的平均值分别为-6.03C、13.30°C、26.25°C、11.39°C,四季地温的平均值变化也表现岀波动升温的趋势，见图2所示。冬季月平均地温最大值出现在1994年的12月份，为0.8°C；最小值出现在1976年的12月份，为-13.8°Co春季月平均地温最大值出现在2005年的5月份，为26.8°C；最小值岀现在1971年的3月份，为0.4°Co夏季月平均地温最大值出现在20

6、07年的6月份，为32.0°C；最小值出现在2009年的6月份，为17.9°CO秋季月平均地温最大值出现在2006年的9月份，为23.7°C；最小值出现在1976年的11月份，为-5.2°C。四季地温的倾向率分别为:0.4300、0.7009、0.5622、0.6277。春季增幅最为明显，冬季增幅最小。3地温的突变分析利用mann-kendall方法对和硕5cm>10cm>15cm>20cm和40cm年平均地温分别进行突变检验，发现5cm、10cm、15cm的突变时间一致，均在1998年发生，20cm和40cm突变分别发生在1997年和1986年，见图3所示（lOcmo从理论上而言，突变应该在

7、同一时间或者相临年份，但和硕站的40cm突变时间却在1986年，前后相差10多年，难道随着深度的增加,地温突变时间发生一定时段的滞后?值得我们深思,有待我们今后进一步进行研究分析论证。和硕地温各季均存在突变现象，图略。年平均地温和其他各季平均地温均发生暖突变，即从一个相对偏冷阶段向一个相对偏暖阶段跃变。冬季突变最早，在20世纪80年代中期发生一个明显的暖突变；春、夏、秋季突变发生在21世纪初期。4