沈阳深层地温与冻结深度变化特征分析

[摘 要] 地温同气温一样，与人们的生产生活息息相关。随着工程建筑和多种经营的发展，地温越来越被人们所重视。地温除受纬度和地形影响外，主要与深度和季节变化有关。以沈阳地温为例，从地面到土壤深层，地温的变化振幅逐渐减小，地温的最高值和最低值出现的时间随深度而错后。土壤深层温度变化规律和冻结深度，对农业生产、基本建设都有很大的参考价值。土壤深处存在自身的热量的四季变化，在经过一段时间后，都必然会对大气中天气变化产生反馈作用。地温也是土壤环境的重要指标，在研究土壤发展方向、发展速率以及生物生产力形式和植物群落演替等过程中占据重要的地位。

[关键词] 地温 土壤深度 温度梯度 季节 冻结深度

一、温度随土壤深度变化特征

1.土壤深度越深温差越小。

一年中地表温度最高值出现在七月份，平均地面温度27.0℃。最低值出现在一月份，平均地面温度-13.3℃，两者之差40.3℃，称为年振幅。年振幅从地表到地中是随深度的增加而减小。到0.8米处为21.4℃，年振幅减少了一半。到1.6米处为15.0℃，年振幅减少八分之五。到3.2米处为7.9℃，年振幅减少五分之四。这主要是由于土壤温度是自地面向地中下传的，越深受地表变化影响越小的结果。如果把年振幅小到1.0℃的土层看作是常温层的话，一般认为在6-7米深度之间。

2.各层最高值与最低值出现的时间随深度的增加错后

地面最高值出现在七月份，最低值出现在一月份。0.8米外最高值出现在八月份，最低值出现在2月份。1.6米处最高值出现在九月份，最低值出现在三月份。到3.2米处最高值出现在十月份，最低值出现在四月份。

3.地温因季节不同随深度的增加而变化

冬季地温至上而下递增。以一月份为例，地面温度最低，越往地下温度越高。温度梯度（各层温度之差）在浅层较大，深层较小。地面与0.8米处温差8.1℃。0.8米与1.6米处温差4.3度。

初春地温以三月份为例，地面开始增暖，比浅层温度为高，但仍低于深层。最低值发生在浅层土壤中，最高值仍在土壤深层。地表与0.8米处温差0.5℃，温度梯度表现为正值。0.8米与1.6米处温差2.9℃，温度梯度表现为负值。

晚春地温以四月份为例，地面及浅层土壤已大为增暖。最高值出现在地表面，最低值由浅层向深层移。但仍低于土壤深层的温度。地面与0.8米处温差8.9℃，温度梯度表现为正值。0.8米与1.6米处温差1.7℃，温度梯度表现为负值。

夏季以七月份为例，它与冬季正相反。最高温度在地表面，最低温度在土壤深层。温度至上而下逐渐减小。温度梯度在浅层较大，在深层较小。地面与地下0.8米处温差8.1℃，0.8米与1.6米处温差4.3℃。温度梯度与冬季正相反，表现为正值。

初秋地温以九月份为例，地面开始降温，但浅层土壤中的温度仍高于深层土壤的温度。所以九月份地表面与浅层土壤中的温差不大。地面与0.8米处温差只有0.1℃，温度梯度表现为负值。0.8米与1.6米处温差增大为1.3℃，温度梯度表现为正值。

晚秋地温以十月份为例。天气已经转冷，最低值在地表面，最高值则出现在中间层。地面至中间层温度是逐渐升高的，由中间层到深层则转为降低的。温度梯度仍以浅层为大，深层为小。地面与0.8米处温差4.2℃，温度梯度为负值。0.8米与1.6米处温差1.0℃，温度梯度为负值。1.6米与3.2米处温差0.7℃，温度梯度则表现为正值。

二、土壤冻结深度变化特征

土壤温度低于零度土壤就将冻结。因为冬季土壤温度降低是从地面逐渐向下传播的，所以冻结的开始时间也以地面为最早。春季解冻则有两种情况，在地面积雪不太多的冬季里，土壤冻结的比较深，土壤解冻要靠地面吸收太阳的热量和深层土壤传上来的热量来进行。在地面积雪较深又较早的冬季里，土壤冻结的往往不深。土壤解冻要靠从土壤深度传上来的热量来进行。沈阳土壤结冻日期历年平均在11月上旬。个别年份十月下旬就结冻，五月初才化通。土壤冻结达10厘米深日期在十一月下旬，化通10厘米深在三月下旬。冻结达30厘米日期在十二月中旬。化通30厘米深在四月上旬，冻结达50厘米深度日期在十二月下旬，化通50厘米深度在4月中旬。

各月最大冻土深度，十月份可达5厘米，十一月份达29厘米，十二月份达78厘米，一月份达104厘米，二月至四月都在139厘米之下，五月份则回升达100厘米。

三、小结

由上分析看出，地温是表征土壤热量特性的重要指标之一，是土壤表面吸收太阳辐射后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显保守性和滞后性。土壤越深温差越小，各层最高值与最低值出现的时间也随深度的增加错后，冻结深度也与土壤温度变化密切相关。地温同气温一样是一个宏大的热量资源，虽然人们在生产和建设中已经意识到地温的影响，但还远远没有得到更充分的利用。研究低温的变化规律，取其利，弊其害，是我们发展农业生产，提高人们生活水平的一个重要研究课题。

参考文献

[1]枣庄深层地温变化特征分析-现代农业科技2009年 第12期.

作者简介：董赫赫，1985年出生，蒙古族，本科学历，东北大学继续教育学院安全工程， 沈阳市苏家屯区气象局工作，从事地面气象观测专业，气象行政审批，初级专业技术职称。