Page 18 - 《高原气象》2022年第1期

高 原 气 象 41 卷
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ì从冻结到融化：t 0 (swv ) > t 0.001 > 0.0，T min < 0.0 ℃， 突变点。M-K 检验优点在于样本不必遵从于某种
ï
ï T max > 0.0 ℃ 固定的分布，少量异常值的影响可以不计，且允许
ï
ï
ï
ï 完全融化阶段：T min > 0.0 ℃ 一定量的缺省值存在。M-K 检验法的缺点是可能
í 出现虚假的突变点，因此应用滑动 t 检验剔除假的
ï从融化到冻结：t 0 (swv ) < t 0.001 < 0.0，T min < 0.0 ℃，
ï T max > 0.0 ℃ 突变点。滑动 t 检验法是把同一气候序列中的两段
ï
ï
ï
ï 子序列均值的显著差异性看作来自两个总体均值
î 完全冻结阶段：T max < 0.0 ℃
显著差异性的问题来检验，如果两段子序列的均值
（1）
差异超过了一定的显著水平，可以认为发生了
其中： t 0 (swv ) 表示土壤体积含水量的滑动 t 检验统
突变。
计量； t 0. 001 表示显著性水平为 0. 001 的 t 检验临界
值； T min 表示日最低土壤温度； T max 表示日最高土壤 3 结果分析
温度。
{ 冻结开始时间：从融化到冻结的开始时间 （2） 3. 1 图 3为青藏高原范围内 1979-2018年的土壤平
冻融过程关键参量的空间分布
融化开始时间：从冻结到融化的开始时间
冻结持续时间：融化开始时间 - 冻结开始时间 均冻结开始时间、融化开始时间和冻结持续时间的
空间分布。从图 3 中可以看出，青藏高原西北部羌
本文主要采用线性回归、Mann-Kendall（M-K） 塘高原冻结开始较早，结束较晚，持续时间长，大
检验法和滑动 t 检验分析冻融过程关键参量的时空 多可达 280. 0 天以上。而藏南谷地、东南部分地区
变化及突变特征，并使用相关分析法探讨了冻融过 及柴达木盆地附近冻结开始较晚，集中在 10 月份，
程关键参量与气温和海拔的相关性。M-K 检验是 融化开始时间较早，大部分在 5 月，持续时间短，
一种非参数统计检验方法，使用M-K检验法可以检 为 200. 0 天左右。总体而言，青藏高原由西北到东
测某一序列的变化趋势，也可进行突变点检验。 南存在冻结推迟、融化提前和冻结持续时间缩短的
UF>0 表示序列为上升趋势，反之为下降趋势，当 趋势。这主要由于青藏高原西北部海拔较高，而东
其超过 95% 的显著性水平时（临界线为±1. 96），变 南部海拔相对更低，土壤温度更高，且存在少量未
化趋势显著，位于置信区间内UF和UB的交点即为 冻土。

图3 青藏高原土壤冻结开始时间（a）、融化开始时间（b）和冻结持续时间（c）的空间分布
Fig. 3 The spatial distributions of the first date of the soil freeze（a），the soil thaw（b），
and the duration of the soil freeze（c）over the Qinghai-Xizang Plateau
3. 2 冻融过程关键参量的年际变化 表征土壤冻融过程关键参量的年际变化（图 4）。结
为研究青藏高原地区土壤冻融过程的年际变 果显示，1979-2018 年间，三个土壤冻融过程关键
化趋势，本研究将青藏高原整体做空间平均，得到 参量随时间均有较大波动，其中冻结开始时间呈显