东北地区地温对气候变化响应的研究

摘要

地温是影响气候变化的一个非常重要的指标，地温的改变不仅会使区域气候发生改变，而且对大气环流也会产生一定的影响。同时地温也是土壤主要的物理性质之一，除了影响种子的萌发、幼苗和根系的生长发育以外，还对植物运输水分、吸收养分和土壤中有效养分的变化等有重要影响。因此，研究土壤温度的时空分布规律及其与其它气象因子之间的关系就显得尤为重要，也为地温对气候变化的响应及其长期预测提供科学依据。东北地区位于北半球的中高纬度，是我国纬度最高的地区，属温带季风气候，是气候变化的敏感区。我们选取了东北地区31个站点1960-2007年生长季0，5，10，15和20cm逐日平均地温、气温、降水及日照时数数据，采用气候倾向率、相关分析等气候统计方法分析东北地区不同层次地温的时空分布特征、变化规律，探讨气温、降水和日照时数对其的影响，以期更深入的了解地温变化的原因。结果表明:在整个东北地区，各层土壤平均温度均高于平均气温，其中0，5，10，15和20cm处的地温分别比气温高出3.6°，1.9°，1.4°，0.9°，0.4℃，地温与气温的分布情况相似，都是从东北部到西南部温度逐渐上升。5月份到8月份土壤热量向下传导，从九月份开始，热量传导的方向开始发生逆转。比较各层地温变化幅度之间的差别，0cm和5cm的差别最大，从5cm到20cm随着深度不断增加不同层次之间的热量梯度变得逐渐和缓。整个生长季东北地区虽然不同层次的地温具有相同的变化规律，但与地表温度相比，5cm，10cm，15cm，20cm地温分别滞后2，6，8，10天。通过计算东北地区最干20年和最湿20年各层地温相对地表热量传导滞后的天数，发现降雨量是影响东北地区热量在各层土壤间传导的主要因素，并且主要体现在5cm-10cm。在整个研究阶段，各层地温均呈现上升趋势，上升幅度为0.309°～0.367℃/每十年，各层地温的上升幅度均高于气温的上升幅度，总体来看，增温率表现为0cm地温＞20cm地温＞15 cm地温＞10 cm地温＞5 cm地温＞气温。从整个时间段来看，气温和地温在1992年左右，发生突然增长，直到2000年一直保持平稳态势。地表温度与气温无论从整个生长季还是从每个月来看，大体上的变化保持一致，但是在一些时段的变化还是有区别的，尤其是2000年开始这种差别变大。气温与地温呈正相关关系，并且和5cm处的地温相关性最强，日照时数与各层地温呈正相关，但不显著，而降水则与地温呈现负相关关系，并且表现为与地表温度相关性最强。总体来看，东北地区地温的变化是受气温和降水的共同影响。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 研究现状

1．2．1 土壤温度主要的研究方向

1．2．2 国内外关于地温对气候变化响应的相关研究进展

1．3 研究目的及意义

2 研究方法、内容及技术路线

2．1 研究方法

2．2 研究内容

2．2．1 数据预处理

2．2．2 东北地区地温基本气候特征

2．2．3 东北地区地温的变化特征

2．2．4 东北地区地温与气温、降水、日照时数相关分析

2．3 技术路线

3 结果与分析

3．1 东北地区地温基本气候特征

3．1．1 东北地区生长季平均地温分布情况

3．1．2 东北地区生长季各层地温相对气温的滞后情况

3．2 东北地区的地温变化特征

3．2．1 站点趋势和空间分布特征

3．2．2 东北地区的地温随时间变化规律

3．2．3 东北地区的地表温度随时间变化规律

3．2．4 东北地区的地气温差随时间变化规律

3．3 东北地区地温与气温、降水、日照时数相关分析

3．3．1 东北地区地温与气温的关系

3．3．2 东北地区地温与日照时数的关系

3．3．3 东北地区地温与降水的关系

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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