Глубина промерзания грунта сп: СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83 (с Изменениями N 1, 2)

Содержание

Глубина промерзания грунта в различных регионах

Глубина промерзания грунта является одной из основных характеристик, учитываемых при выборе конструктива фундамента строящегося дома. Но к сожалению среди частных застройщиков не редко случаются ошибки при попытках учесть значение этой характеристики. А именно: например, человек услышал, что ленточный фундамент нужно делать не выше глубины промерзания для его климатической зоны. Он заходит в интернет, вводит в поисковик фразу «какая глубина промерзания, к примеру, в Московской области» находит какую-то цифру (около 1,3-1,4 метра) и начинает копать траншею на эту глубину. При этом он не догадывается, что найденное им значение — это нормативная глубина промерзания.

Но ведь при определении геометрических характеристик фундамента нужно учитывать не нормативное значение, а расчётное, которое определяется с учётом различных коэффициентов, характеризующих такие параметры, как конструкция цокольного перекрытия в доме и средняя температура в помещении в холодное время года.

Ведь сам по себе отапливаемый дом прогревает грунт вокруг себя, и промерзание по его периметру порой значительно меньше нормативной величины. И это можно будет увидеть ниже.

Чтобы узнать нормативные и расчётные значения глубины промерзания грунта в различных условиях, выберите ниже Ваши страну, регион и город и нажмите на кнопку «Определить глубину промерзания». Результаты будут представлены в виде двух таблиц. Если интересующего Вас населенного пункта в списке нет, выбирайте ближайший и желательно находящийся севернее от Вас.

Выберите странуРоссияАзербайджанАрменияБелоруссияГрузияКазахстанКыргызстанМолдоваТаджикистанУзбекистанУкраина

Выберите регион

Выберите город

Таблица 1 заполняется на основании формулы из СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d_fn= d₀∗√M_t ,

где d_fn— нормативная глубина промерзания,м;

d₀— величина, учитывающая тип грунта и равная для глин и суглинков — 0,23 м; для супесей и мелких и пылеватых песков — 0,28 м; для песков средней крупности, крупных и гравелистых — 0,30 м; для крупнообломочных грунтов — 0,34 м;

M_t— безразмерный коэффициент, который определяется по СП 131. 13330.2012 (актуализированная версия СНиП 23-01-99*) как сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зимний период в конкретном регионе.

Примечание: СНиП допускает использование данной формулы при глубинах промерзания до 2,5 метров. При большем промерзании, а также в высокогорных районах с резкими перепадами рельефа и нестабильными климатическими условиями значение
d_fnдолжно уточняться специальным теплотехническим расчётом. В рамках данного калькулятора мы на нём не останавливаемся.

Таблица 2 расчётных глубин промерзания (d_f) заполняется на основании формулы из того же СП 22.13330.2011 (актуализированная версия СНиП 2.02.01-83*):

d_f= k_h∗d_fn,

где k_h— коэффициент, который учитывает тепловой режим в помещении в холодное время года. Значения его для отапливаемых помещений показаны в следующей табличке:

Для неотапливаемых помещений коэффициент k_h= 1,1

Если калькулятор оказался для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек.

Это очень поможет дальнейшему развитию нашего сайта. Огромное спасибо!!!

Расчет глубины фундамента

Вернуться на страницу «Расчет оснований и фундаментов»

РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ

Расчет глубины заложения фундамента можно выполнить используя различные программы или просто скачать файл: РАСЧЕТ ГЛУБИНЫ ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТА:

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА ЯНДЕКС.ДИСК

СКАЧАТЬ ФАЙЛ НА GOOGLE.ДИСК

Согласно СП 22.13330.2011:

5.5.2 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn , м, принимают равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

5.5.3 Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn , м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле

, (5.3)

где M_t— безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за год в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d₀ — величина, принимаемая равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м; крупнообломочных грунтов — 0,34 м.

Значение d₀ для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где d_fn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.

13330.

5.5.4 Расчетную глубину сезонного промерзания грунта d_f, м, определяют по формуле

d_f = k_hd_fn, (5.4)

где d_fn — нормативная глубина промерзания, м, определяемая по 5.5.2-5.5.3;

k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений k_h = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

Примечания

В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330. Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.

п.).
Для зданий с нерегулярным отоплением при определении k_hза расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

Таблица 5.2

Особенности сооружения	Коэффициент k_h при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к наружным фундаментам, °С
	0	5	10	15	20 и более
Без подвала с полами, устраиваемыми:
по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
на лагах по грунту	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
по утепленному цокольному перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
С подвалом или техническим подпольем	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
Примечания 1. Приведенные в таблице значения коэффициента k_h относятся к фундаментам, у которых расстояние от внешней грани стены до края фундамента a_f < 0,5 м; если a_f => 1,5 м, значения коэффициента k_h повышают на 0,1, но не более чем до значения k_h = 1; при промежуточном значении a_f значения коэффициента k_h определяют интерполяцией. 2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии — помещения первого этажа. 3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент k_h принимают с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

5.5.5 Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям недопущения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 5. 3;

для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Глубина промерзания грунта

Глубина промерзания грунта – это глубина промерзания основания непосредственно около возводимого фундамента. Она изменяется вниз от поверхности грунта и показывает, как изменяются его свойства при отрицательных температурах. Наибольшее влияние на изменение свойств грунта при промерзании оказывает замершая вода, поэтому глубина промерзания напрямую зависит от уровня грунтовых вод (УГВ).

Если глубина промерзания грунта и уровень грунтовых вод не соприкасаются, то грунт является более надёжным. Если же глубина промерзания ниже УГВ, то возможны резкие изменения в свойствах грунта при перепадах температуры при замерзании и оттаивании.

Значение влияния грунтовых вод на фундамент состоит в том, что многие водонасыщенные глинистые грунты обладают пучинистыми свойствами, т.

е. увеличивают свой объем при замерзании посредством образования в них прослоек льда. Замерзание сопровождается подсосом грунтовой воды из ниже лежащих слоев грунта, за счет чего толщина прослоек льда еще больше увеличивается. Это приводит к возникновению сил пучения по подошве фундамента, которые могут вызвать подъем здания. Последующее оттаивание таких грунтов приводит к резкому их увлажнению, снижению их несущей способности, повышению их подвижности и просадкам здания или сооружения.

Наибольшему пучению подвержены грунты, содержащие пылеватые и глинистые частицы. К непучинистым грунтам относят: крупнообломочный грунт с песчаным заполнителем, пески гравелистые, крупные и средней крупности — глубина заложения фундаментов в них не зависит от глубины промерзания в любых условиях.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м, принимают в соответствии с СП 22.13330.2011 равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов. При использовании результатов наблюдений за фактической глубиной промерзания следует учитывать, что она должна определяться по температуре, характеризующей согласно ГОСТ 25100 переход пластичномерзлого грунта в твердомерзлый грунт.

Расчёт глубины промерзания грунта

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта d_fn, м, при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

d_fn = d_o×√M_t,

где M_t – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП 23-01, а при отсутствии в нем данных для конкретного пункта или района строительства — по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d_o – коэффициент, учитывающий тип грунта под подошвой фундамента.

Значение d_o принимают равной для суглинков и глин 0,23 м; супесей, песков мелких и пылеватых — 0,28 м; песков гравелистых, крупных и средней крупности — 0,30 м; крупнообломочных грунтов — 0,34 м; для грунтов неоднородного сложения определяют как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Нормативная глубина промерзания грунта в районах, где d_fn > 2,5 м, а также в горных районах (где резко изменяются рельеф местности, инженерно-геологические и климатические условия), должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.

Расчетную глубину сезонного промерзания грунта df, м, определяют по формуле

d_f = k_h×d_fn,

где d_fn — нормативная глубина промерзания, м,

k_h — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения.

Расчетная глубина промерзания грунта должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т. п.).

Вы смотрели: Глубина промерзания грунта, расчёт глубины промерзания грунта.

Поделиться ссылкой в социальных сетях

Оставить отзыв или комментарий

Пример расчёта сезонной глубины промерзания грунтов

Рассмотрим методику расчёта сезонной глубины промерзания грунта.

1.Исходные данные

Расчет выполнен в соответствии:

СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений

СП 131.13330.2012 Строительная климатология

Коэффициент влияния теплового режима k_h: 1.1

Для населенного пункта Москва согласно СП 131.13330.2012 Таблице 5 месяца с отрицательной среднемесячной температурой представлены ниже:

Январь t₁=-7.8°C

Февраль t₂=-7.1°C

Март t₃=-1.3°C

Ноябрь t₁₁=-1.1°C

Декабрь t₁₂=-5.6°C

2.Расчёт

Определим значение M_t-безразмерного коэффициента, численного равного сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур согласно п. 5.5.3 СП 22.13330.2011.

M_t=(7.8+7.1+1.3+1.1+5.6)=22.9

Вид грунтов: Супеси,пески мелкие и пылеватые

Тогда значение нормативной глубины сезонного промерзание грунтов определим по формуле (5.3 СП 22.13330.2011) d_fn=d₀(M_t)^0.5

где d₀-величина принимаемая для вида грунта -супеси,пески мелкие и пылеватые равной 0.28м в соответствии с указаниями п.5.5.3 СП 22.13330.2011.

Тогда

d_fn=0.28(22.9)^0.5=1.34м

Расчетную глубину промерзания грунта определим по формуле (5.4 СП 22.13330.2011)

d_f=d_fnk_h=1.34·1.1=1.47м

Вид грунтов: Суглинки и глины

Тогда значение нормативной глубины сезонного промерзание грунтов определим по формуле (5.3 СП 22.13330.2011) d_fn=d₀(M_t)^{0. 5}

где d₀-величина принимаемая для вида грунта -суглинки и глины равной 0.23м в соответствии с указаниями п.5.5.3 СП 22.13330.2011.

Тогда

d_fn=0.23(22.9)^0.5=1.1м

Расчетную глубину промерзания грунта определим по формуле (5.4 СП 22.13330.2011)

d_f=d_fnk_h=1.1·1.1=1.21м

Вид грунтов: Пески гравелистые,крупные и средней крупности

где d₀-величина принимаемая для вида грунта -пески гравелистые,крупные и средней крупности равной 0.3м в соответствии с указаниями п.5.5.3 СП 22.13330.2011.

Тогда

d_fn=0.3(22.9)^0.5=1.44м

Расчетную глубину промерзания грунта определим по формуле (5. 4 СП 22.13330.2011)

d_f=d_fnk_h=1.44·1.1=1.58м

Вид грунтов: Крупнообломочные грунты

где d₀-величина принимаемая для вида грунта -крупнообломочные грунты равной 0.34м в соответствии с указаниями п.5.5.3 СП 22.13330.2011.

Тогда

d_fn=0.34(22.9)^0.5=1.63м

Расчетную глубину промерзания грунта определим по формуле (5.4 СП 22.13330.2011)

d_f=d_fnk_h=1.63·1.1=1.79м

Возможно Вам будет интересен следующий материал:

Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.

Навигация по справочнику TehTab. ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Климат. Климатические данные. Природные данные. / / Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.

Нормативные глубины промерзания. Таблица — глубина промерзания.

Карты и таблицы базируются на СНиП 2.01.01-82, сейчас применяют расчетный метод. Вполне толковые данные.

Глубина промерзания должна быть меньше глубины залегания грунтовых вод, но когда показатель глубины промерзания превышает показатель глубины залегания грунтовых, происходит их промерзание из за чего и происходит вспучивание грунта.
Для водопровода — глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Для канализации — глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,3 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости.

Таблица 1. Глубина промерзания грунтов в см. по всей России. Таблица 2: Глубина промерзания грунтов в см. в южной части Дальневосточного региона вне зоны вечной мерзлоты

Таблица 1. Глубина промерзания грунтов по всей России.
Город	Глина, суглинки	Пески, супеси
Архангельск	160	176
Астрахань	80	88
Брянск	100	110
Волгоград	100	110
Вологда	140	154
Воркута	240	264
Воронеж	120	132
Екатеринбург	180	198
Ижевск	160	176
Казань	160	176
Кемерово	200	220
Киров	160	176
Котлас	160	176
Курск	100	110
Липецк	120	132
Магнитогорск	180	198
Москва	120	132
Набережные Челны	160	176
Нальчик	60	66
Нарьян Мар	240	264
Нижневартовск	240	264
Нижний Новгород	140	154
Новокузнецк	200	220
Новосибирск	220	242
Омск	200	220
Орел	100	110
Оренбург	160	176
Орск	180	198
Пенза	140	154
Пермь	180	198
Псков	80	88
Ростов-на-Дону	80	88
Рязань	140	154
Салехард	240	264
Самара	160	176
Санкт-Петербург	120	132
Саранск	140	154
Саратов	140	154
Серов	200	220
Смоленск	100	110
Ставрополь	60	66
Сургут	240	264
Сыктывкар	180	198
Тверь	120	132
Тобольск	200	220
Томск	220	242
Тюмень	180	198
Уфа	180	198
Ухта	200	220
Челябинск	180	198
Элиста	80	88
Ярославль	140	154

Таблица 2: Глубина промерзания в см грунтов в южной части Дальневосточного региона вне зоны вечной мерзлоты ( Таблица 1. Глубина промерзания грунтов в см. по всей России. )

Таблица 2: Глубина промерзания грунтов в южной части Дальневосточного региона вне зоны вечной мерзлоты
Наименование пунктов	Глубина промерзания грунтов по изотерме 0 ^оС			То же по изотерме –1 ^оС под оголенной поверхностью	Расчетная зимняя температура воздуха, ^оС	Сумма среднемесячных отрицательных температур, ^оС	Высота пунктов над уровнем моря, м
Наименование пунктов	под слоем снега	под оголенной поверх ностью	на болотах	То же по изотерме –1 ^оС под оголенной поверхностью	Расчетная зимняя температура воздуха, ^оС	Сумма среднемесячных отрицательных температур, ^оС	Высота пунктов над уровнем моря, м
1	2	3	4	5	6	7	8
Амурская область
По долине р. Амур
Аносово	250	в.м.^*	–	240	-41	–	200
Кумара	237	311	139	232	-39	–	175
Братомобовка	230	311	–	236	-37	101,5	230
Благовещенск	205	285	111	215	-35	85,6	143
Поярково	214	298	123	228	-37	96,1	116
Асташиха	230	302	–	226	-37	–	200
Транссибирская магистраль
Шимановск	242	в. м.	145	–	-40	103,6	279
Свободный	230	311	–	235	-40	101,7	196
Белогорск	235	312	139	228	-40	96,2	178
Тарбагатай	240	320	145	241	-41	–	190
Завитинск	222	306	131	229	-36	96,8	227
Хабаровский край
По долине р. Амур
Помпеевка	210	294	–	220	-36	–	91
Екатерино- Никольское	199	263	97	198	-31	71,8	72
Хабаровск	198	268	100	203	-32	74,6	50
Елабуга	190	270	–	204	-32	–	61
Троицкое	201	276	97	207	-32	78,8	30
Комсомольск- на-Амуре	217	292	112	220	-35	88,7	24
Нижне- Тамбовское	219	294	114	222	-36	91,1	22
Богородское	213	295	95	222	-36	–	34
Николаевск- на—Амуре	202	291	–	220	-36	101,2	71
Транссибирская магистраль
Облучье	211	301	124	230	-36	95,2	255
Биробиджан	218	275	110	205	-32	78,5	34
Вяземский	164	250	91	202	-32	75,4	83
Бикин	130	220	93	200	-32	73,8	71
Сихотэ-Алинь	170	в. м.	–	–	-34	–	701
Тумнин	180	288	–	212	-34	–	58
Совгавань	127	185	74	181	-28	59,9	39
Приморский край
Восточное побережье
Агзу	117	186	–	198	-32	–	160
Кхуцин	110	142	34	159	-22	–	30
Дальнегорск	120	134	33	146	-21	36,3	27
Ольга (бухта)	136	136	34	144	-21	37	7
Находка (бухта)	132	132	28	141	-20	35,5	123
Транссибирская магистраль
Дальнереченск	129	184	–	199	-32	73,2	27
Шмаковка	128	184	84	193	-32	–	112
Турий рог	141	179	89	185	-30	63,3	89
Спасск-Дальний	121	174	84	178	-31	58,1	108
Уссурийск	147	169	79	179	-32	62,3	28
Владивосток	141	141	37	150	-24	40,5	29
Посьет	119	119	28	112	-20	30,9	42

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Расчет глубины промерзания грунта по СНиП

Согласно п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83) она рассчитывается очень просто – h=√М*k. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе, умноженный на коэффициент, равный:

для суглинков и глин – 0,23;для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;для песков гравелистых, крупных и средней крупности –0,30;для крупнообломочных грунтов – 0,34.

Пример расчета глубины промерзания

Согласно таблицы 5.1 СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012) для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:

Январь -11,6; Февраль -10,7 Март -5,4 Апрель 2,4 Май 10,0 Июнь 15,0 Июль 17,2 Август 15,3 Сентябрь 9,4 Октябрь 3,2 Ноябрь -2,9 Декабрь -7,9

Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5. Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20. Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин) и в итоге имеем1,43.

h=√38,5 * 0,23 => h=1.43

То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра. Соответственно, например для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м.
Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.

Пример расчета г.Санкт-Петербург

Январь -7 ,8 ; Февраль- 7 ,8 ; Март — 3 ,9 ; ноябрь — 0 ,3 ; декабрь — 5 ,0

h = √24,8*0,23= 4,98*0,23=1,14 м; для супесей и суглинков
h = 4,98*0,28 ≈ 1,4 м ; для супесей и мелких песков
h = 4,98*0,3 ≈ 1,5 м для крупных и средних песков.
В жилом отапливаемом здании глубина промерзания грунта (hж) будет меньше, с учетом поправочного коэффициента. (hж=h*k)

Карта промерзания грунтом Москвы и области

В разных районах области глубина промерзания грунта будет различной. Это обусловлено отличием видов грунта, климата, уровня грунтовых вод, зеленых насаждений, количества осадков в зимний период, рельефа. Поэтому глубина промерзания постоянно изменяется.

Глубина промерзания грунта в Московской области

В зависимости от всех вышеперечисленных факторов определяется глубина промерзания, которая для Московской области составляет 0,5-1,8 м. Такие разные границы обусловлены разнообразием почв, которые имеют ряд закономерностей:

плотный грунт промерзает глубже;
влажная почва промерзает быстро и глубоко;
сухое основание промерзает меньше.

Нормативные акты не предусматривают единой усредненной глубины промерзания, но обычно для расчетов берут показатель в 1,4 м. Его получают при расчете глубины по формуле из СП, он имеет достаточно большой запас.

На самом деле глубина варьируется в пределах 1 м, при этом на западе показатель составляет порядка 65 см в самых неблагоприятных условиях, а на севере и востоке в среднем показатель составляет 75 см. Даже при самых сложных условиях – мороз, мало снега, влажный грунт – этот показатель не превышает 1,5 м.

В окрестностях Москвы встречаются практически все типы грунтов, кроме IV категории. Поэтому точное значение глубины промерзания грунта может рассчитать только специалист – геолог, геодезист, проектировщик. Приблизительные показатели приведены в нормативных документах. Здесь есть карта промерзания грунта, а также приблизительная глубина для крупных городов.

Где применяются данные о промерзании грунта?

В зависимости от глубины промерзания грунта предусматривается прокладка трубопровода. Также этот показатель учитывают при проектировании фундаментов. Если они будут заглублены недостаточно, будет происходить их промерзание, при этом разрушение произойдет намного быстрее, чем предусмотрено проектом. В грунте содержится вода, которая при замерзании расширяется. Кроме того, в бетонных фундаментах присутствуют поры, которые заполняются влагой и водой. Капиллярные трещины также заполняются влагой, и в результате множественных циклов замораживания и оттаивания (которые происходят в течение одной зимы) происходит значительное снижение прочности. Для свайных стальных фундаментов такие воздействия не так страшны.

Чтобы защитить столбчатый или ленточный фундамент от промерзания, предусматривается создание утепленной отмостки. Если утепление не предусматривается, фундамент закладывают на 100 мм ниже уровня промерзания в песчаных грунтах, на 250 мм ниже для остальных типов основания. Если эти условия не соблюдаются, происходят осадки здания, что приводит к деформациям и отказу от нормальной эксплуатации.

(PDF) Сравнение глубины промерзания почвы и ее продолжительности, определенной по трубке промерзания почвы и интерполяцией температуры почвы

Стредова Х. и др .: Сравнение глубины промерзания почвы. . . (255–268)

Fiˇs´ak J., 1994: Инструкции для наблюдателей на метеорологических станциях. Методика «типография»

CHM ´

U, 11, CHMI, 3

rd Переработанное издание, 115 стр. (на чешском языке).

Хейхо Х. Н., Балчин Д., 1986: Электрическое определение заморозков почвы, Канадское сельское хозяйство.

Культурная инженерия, 28, 77–80.

Хрбек Ю., Крунек С., 1957: Промерзание почвы зимой 1955–1956 гг. Meteorologick´e

zpr´avy, 10, 1, 16–23 (на чешском языке).

Ледницкий В., 1979: Глубина промерзания почвы в Брно. Meteorologick´ezpr´avy, 32, 1, 12–15

(на чешском языке).

Лундеквам Х., Ромстад Э., Ойгарден Л., 2003: Сельскохозяйственная политика в Норвегии и

воздействия на эрозию почвы. Наука об окружающей среде и политика, 6, 57–67.

Самец Д. Х., Грей Д. М., 1981: Удаление снежного покрова и руление ﬀ.В: Gray D. M., Male D.

H. (eds): Handbook of Snow. Pergamon Press, Торонто, 360–436.

МакКул Д. К., Уильямс Дж. Д., 2005: Эффекты замораживания / оттаивания и эрозия оврагов на севере —

, западная область пшеницы и ареала. Международный журнал исследований отложений, 20,

3, 2002–2010.

Øygarden L. 2003: Развитие мель и оврагов во время экстремального зимнего стока в

на юго-востоке Норвегии. Катена, 50, 2-4, 217–242.

Пхукан А., 1985: Техника мерзлого грунта. Prentice Hall Inc., Энглвуд Клис, 336 стр.

Репелевска-Пекалова Ю., Пекала К., 2003: Пространственные и временные вариации в активном слое

толщины, Калипсостранда, Шпицберген. В 8 Int. Конференция по вечной мерзлоте,

Цюрих, июль 2003 г .; Ред. Swets & Zeitlinger, Лиссе, Нидерланды, 941–945.

Розновский Ю., 1990: Характеристики динамики температуры почвы. Acta Univ. Agric.,

Факс. Agron., Brno, 38, 3-4, 97–104 (на чешском языке).

Шаррат Б.С., Радке Дж.К., Хинзман Л.Д. и др., 1997: Физика, химия и экология

мерзлых почв в управляемых экосистемах: Введение Труды Международного симпозиума

по физике, химии и экологии Сезонные промерзшие почвы. CRREL

Специальный отчет.

Шарратт Б. С., МакКул Д. К., 2005: Глубина мороза. В: Хэтфилд Дж. Л., Бейкер Дж. М., Вини

М. К. (ред.), Микрометеорология в сельскохозяйственных системах: мониторинг агрономии, 47,

115–177.

Сляба Н., 1972: Инструкция для наблюдателей метеостанций ЧССР. Hand-

Регламент. Гидрометеорологический институт, 7, 224 с. (на чешском языке).

Степпун Х., 1981: Снег и сельское хозяйство. В: Грей Д. М., Мале Д. Х. (ред.): Справочник

по снегу, Pergamon Press, Торонто, 60–125.

268

Без аутентификации | 37.48.37.0

Дата загрузки | 15.06.14 17:34

(PDF) Процессы замерзания и оттаивания почвы, затронутые различными ландшафтами в среднем течении бассейна реки Хэйхэ, Ганьсу, Китай

Генри, Х.А.Л., 2007. Эксперименты с циклом замораживания-оттаивания почвы: тенденции, методологические недостатки

и предлагаемые улучшения. Soil Biol. Biochem. 39, 977–986.

Херкельрат, В.Н., Делин, Г.Н., 1999. Долгосрочный мониторинг влажности почвы в суровом климате

с использованием рефлектометра и датчиков TDR. В: Материалы второго международного симпозиума и семинара

по временной области

Реектометрия для инновационных геотехнических приложений. Инфраструктура

Технологический институт Северо-Западного университета, Эванстон, Иллинойс, стр.262–272.

Ивата, Ю., Хаяси, М., Хирота, Т., 2008. Влияние снежного покрова на тепловой поток почвы и процессы замораживания-оттаивания

. J. Agric. Meteorol. 64, 301–309.

Ивата, Ю., Хаяси, М., Судзуки, С., Хирота, Т., Хасегава, С., 2010. Влияние снежного покрова

на промерзание почвы, движение воды и таяние снега: парный участок

эксперимент. Водный ресурс. Res. 46, 1–11.

Ивата, Ю., Немото, М., Хасегава, С., Янаи, Ю., Кувао, К., Хирота, Т., 2011. Влияние

дождя, температуры воздуха и снежного покрова на последующее весеннее таяние снега

инфильтрация в тонкий слой мерзлой почвы на севере Японии. J. Hydrol. 401, 165–176.

Ji, X.B., Kang, E.S., Zhao, W.Z., 2009. Моделирование теплопередачи и водообмена в

поверхностной орошаемой песчаной почве. Agric. Управление водными ресурсами. 96, 1011–1020.

Кахимба, Ф. К., Ранджан, С.Р., 2007. Поправка на температуру почвы в полевых показаниях TDR

, полученных в условиях, близких к замерзанию.Может. Биосист. Англ. 49, 119–126.

Кодзима Ю., Хейтман Дж. Л., Флерчингер Г. Н., Хортон Р., 2013. Численная оценка

метода явного теплового баланса для определения скорости замерзания и оттаивания почвы.

Зона Вадос J. 12. http://dx.doi.org/10.2136/vzj2012.0053.

Ли, X., Лу, Л., Ченг, Г.Д., Сяо, Х.Л., 2001. Количественная оценка ландшафтной структуры

бассейна реки Хэйхэ, северо-запад Китая, с использованием FRAGSTATS. J. Arid Environ. 48,

521–535.

Ли, X., Ченг, G.D., Wu, L.Z., 2010. Цифровой бассейн реки Хэйхэ. 1: Инфраструктура

для науки о водоразделе. Adv. Water Sci. 25, 297–305.

Лю Б., Чжао В.З., Чанг, X.X., Ли С.Б., 2011. Реакция влажности почвы на осадки

пульса в пустынном районе бассейна реки Хэйхэ. J. Desert Res. 31, 716–722 (на китайском языке

Лю Б. , Ли Д.Ю., 2012. Простой метод тестирования для измерения содержания незамерзшей воды в системах глина-вода

.Холодный Рег. Sci. Technol. 78, 97–106.

Лу, Л., Ли, X., Ченг, Г.Д., 2003. Эволюция ландшафта в среднем бассейне реки Хэйхэ

на северо-западе Китая в последнее десятилетие. J. Arid Environ. 53, 395–408.

Нагаре Р.М., 2011. Комбинированный перенос тепла и воды в мерзлых органических почвах.

Университет Западного Онтарио, Канада.

Ochsner, T.E., Baker, J.M., 2008. Мониторинг тепловых свойств почвы и

теплового потока во время замерзания и оттаивания.Почвоведение. Soc. Являюсь. J. 72, 1025–1032.

Рот, К.Р., Шулин, Р., Флухлер, Х., Аттингер, В., 1990. Калибровка рефлектометрии во временной области

для измерения содержания воды с использованием метода композитного диэлектрика

. Водный ресурс. Res. 26, 2267–2273.

Сейфрид, М.С., Мердок, М.Д., 1996. Калибровка рефлектометрии во временной области для измерения

жидкой воды в мерзлых грунтах. Почвоведение. 161, 87–98.

Спаанс, Э.Дж.А., Бейкер, Дж.М., 1995. Изучение использования рефлектометрии во временной области

для измерения содержания жидкой воды в мерзлых почвах.Водный ресурс. Res. 31,

2917–2925.

Sun, Y., Cheng, Q., Xue, X., Fu, L., Chai, J., Meng, F., Lammers, PS, Jones, SB, 2012.

Определение замораживания почвы в костюме — динамика цикла оттаивания с помощью диэлектрического датчика

на основе трубки доступа. Геодермия 189–190, 321–327.

Топп, Дж. К., Дэвис, Дж. Л., Аннан, А. П., 1980. Электромагнитное определение содержания воды в почве

: измерения в коаксиальных линиях передачи. Водный ресурс. Res. 16,

574–582.

Troxler, 2001. Руководство по эксплуатации и инструкция для модели 4300 Depth Moisture

Gauge. Troxler Electronic Laboratories Inc., Треугольник Парк, Северная Каролина.

Ван, Г., Ченг, Г., 2001. Распределение фторидов в воде и определяющие факторы

окружающей среды в засушливом северо-западном Китае. Arid Environ. 49, 601–614.

Wang, F., Qiao, Y.F., Han, X.Z., 2008. Исследование динамических характеристик твердой

и жидкой воды в процессе замораживания-оттаивания в черном мягком.Adv. Water Sci.

19, 361–366 (на китайском языке).

Ван, Л.П., Акаэ, Т., 2004. Анализ процесса замерзания грунта незамерзшей водой.

Содержание

, полученное по данным TDR в ирригационном районе Хетао в Китае. J. Jpn. Soc.

Физика почв. 98, 11–19.

Уоррик, A.W., 2002. Companion по физике почвы. CRC Press, Бока-Ратон, Флорида.

Ватанабе, К., Мидзогучи, М., 2002. Количество незамерзшей воды в замороженной пористой среде

, насыщенной раствором.Холодный Рег. Sci. Technol. 34, 103–110.

Ватанабе, К., 2008. Поток воды и тепла в направленно мерзлой илистой почве. В:

Материалы третьего семинара HYDRUS, 28 июня 2008 г. Токийский университет

Сельское хозяйство и технологии, Токио, Япония, 15–22, ISBN 978-4-9

Watanabe, K. , Wake, T., 2009. Измерение содержания незамерзшей воды и относительной диэлектрической проницаемости

мерзлых ненасыщенных грунтов с использованием ЯМР и TDR. Холодный Рег. Sci.

Technol.59, 34–41.

Xu, X., Nieber, J.L., Baker, J.M., Newcomb, D.E., 1992. Полевые испытания модели

водотока и переноса тепла в неоднородно насыщенных и мерзлых почвах. Трансп.

Рез. Рек. 1307, 300–308.

Чжан П.П., Шао М.А., 2013. Временная стабильность поверхностной влажности почвы в пустыне

области на северо-западе Китая. J. Hydrol. 505, 91–101.

Чжао В.З., Лю Б., Чжан З.Х., 2010. Потребность кукурузы в воде в средней части

Бассейн реки Хэйхэ.Китай. Agric. Управление водными ресурсами. 97, 215–223.

Чжао, Ю., Хуанг, М.Б., Хортон, Р., Лю, Ф., Пет, С., Хорн, Р., 2013. Влияние зимы

выпас скота на воду и поток тепла в сезонно мерзлой почве Внутреннего Монголия.

Зона Вадос J. http://dx.doi.org/10.2136/vzj2012.0059.

1338 J. Yi et al. / Journal of Hydrology 519 (2014) 1328–1338

Измерение глубины промерзания почвы в лесных экосистемах с помощью георадара

Лесная служба США
Забота о земле и служение людям

Министерство сельского хозяйства США

Измерение глубины промерзания почвы в лесных экосистемах с помощью георадара
Автор (ы): John R.Butnor ; Джон Л. Кэмпбелл ; Джеймс Б. Шенли; Стэнли Зарнох
Дата: 2014
Источник: Сельскохозяйственная и лесная метеорология 192-193: 121-131
Серия публикаций: Научный журнал (JRNL)
Станция: Южная исследовательская станция
PDF: Скачать Публикация (1,3 МБ)
Описание Глубина промерзания почвы в лесных экосистемах может быть различной и во многом зависит от температуры воздуха в начале зимы, а также от количества и времени выпадения снега. Тщательной оценке экологических реакций на сезонно мерзлые почвы препятствует наша неспособность адекватно охарактеризовать частоту, глубину, продолжительность и интенсивность заморозков почвы. Мы оценили использование георадара для неразрушающего определения наледи почв в полевых условиях в трех лесных экосистемах. Глубину промерзания почвы периодически контролировали с помощью антенны 900 МГц в Южном Берлингтоне, Вермонт (SB), Уотер-Шэд Слиперс-Ривер, Северный Данвилл, Вермонт (SR) и в экспериментальном лесу Хаббард-Брук, Нью-Гэмпшир (HBEF) зимой 2011–2012 гг. снег и очищенный от снега.Оценки на основе георадара сравнивались с данными термисторов и морозильных трубок, которые оценивают глубину промерзания почвы с помощью раствора, обозначающего цвет. В отсутствие снега изморозь первоначально обнаруживалась на глубине 8–10 см. Сухой снег глубиной до 35 см, улучшенное обнаружение приповерхностного наледи, увеличивая минимальную глубину обнаружения наледи до 4–5 см. Наиболее благоприятными условиями на поверхности для обнаружения с помощью георадара были голая почва или неглубокий сухой снег, где иней проник на минимальную обнаруживаемую глубину. К неблагоприятным условиям относились: стоячая вода на мерзлой почве, мокрый снег, талые почвы и глубокий снежный покров.И SB, и SR подходили для обнаружения заморозков большую часть зимы, в то время как HBEF — нет. Корни деревьев определялись как точечные отражения и легко отличались от непрерывных отражений от мороза. Смещение измерений глубины промерзания с помощью георадара относительно термисторов зависело от места и составляло в среднем 0,1 см на SB и 1,1 см на SR, и не отличалось значительно от нуля. При разделении снегоуборочными обработками на СР на очищенных от снега участках происходило завышение глубины промерзания почвы (5,5 см) и занижение (1.5 см) на участках со снегом. Несмотря на некоторые ограничения, связанные с пригодностью площадки и поверхности, георадар может быть полезен для добавления пространственного компонента к предварительно установленным сетям мониторинга заморозков почвы.
Примечания к публикации
- Вы можете отправить электронное письмо по адресу pubrequest@fs. fed.us, чтобы запросить печатную копию этой публикации.
- (Пожалуйста, укажите именно , какую публикацию вы запрашиваете, и свой почтовый адрес.)
- Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
- Эта статья была написана и подготовлена служащими правительства США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.
Цитата Butnor, John R .; Кэмпбелл, Джон Л .; Шенли, Джеймс Б.; Зарнох, Стэнли. 2014. Измерение глубины промерзания почв в лесных экосистемах георадаром. Сельскохозяйственная и лесная метеорология 192-193: 121-131.
Процитировано
Ключевые слова Георадар, Лес, Мерзлая почва, Неразрушающий, Мороз почвы
Связанный поиск
XML: Просмотр XML

Показать меньше

https: // www.fs.usda.gov/treesearch/pubs/45710

Оттаивание и замораживание в тундровых почвах по JSTOR

Начало и конец вегетационного периода напрямую связаны с оттаиванием и повторным замерзанием почвы соответственно. Точно так же потребление питательных веществ ограничено сезонной последовательностью оттаивания / замораживания. В тундровых болотах Стордалена выражен микрорельеф, состоящий из повышенных и пониженных элементов. Оттаивание приподнятых элементов достигает меньшей глубины, чем углублений.Таким образом, было обнаружено, что рельеф поверхности наледи более выражен, чем поверхность земли. Эти общие различия в оттаивании объясняются более влажными условиями впадин и, как следствие, более высокой теплопроводностью. Эти условия противоположны тем, которые наблюдаются, например, в Барроу на Аляске. Зимой наблюдали оттаивание на дне незамерзшего слоя, который остается ниже сезонного повторного промерзания поверхностного слоя. Это вторичное оттепель не было описано ранее в английской литературе.Корреляционные исследования глубины сезонного протаивания и факторов окружающей среды показывают явную связь с индексом протаивания и летними осадками. Однако корреляция с чистым излучением была нулевой или отрицательной. В течение вегетационного периода взаимосвязь с индексом протаивания и количеством осадков наиболее ярко проявлялась в период с мая по июнь включительно, т.е. когда глубина протаивания относительно невелика. В дальнейшем, с увеличением глубины протаивания, корреляция практически исчезает. Верхние 25 см прикорневой зоны были незамерзающими около 3 и 4 месяцев, соответственно для повышенных и пониженных элементов.С другой стороны, на поверхности болота в среднем безморозный период составлял приблизительно 5½ месяцев.

Ecological Bulletins издается в сотрудничестве с экологическими журналами Ecography и Oikos. Экологические бюллетени состоят из монографий, отчетов и симпозиумов по темам, представляющим международный интерес, опубликованных на некоммерческой основе.

Редакция Oikos — это автономная редакция, расположенная при Департаменте экологии Лундского университета, Швеция.Офис выпускает несколько журналов по экологии и биологии; Экография, Журнал биологии птиц, Oikos, Lindbergia, Hereditas, Web Ecology, Nordic Journal of Botany и серия монографий Ecological Bullletins.

Frontiers | Изменения в сезонно промерзшей земле над восточным Цинхай-Тибетским плато за последние 60 лет

Введение

Мерзлый грунт — одно из последствий чередования холодного и теплого климата, он очень чувствителен к изменению климата.В течение последних нескольких десятилетий исследования мерзлого грунта показали, что в северном полушарии, включая Цинхай-Тибетское плато (QTP), происходили значительные изменения в распределении и температуре как вечной мерзлоты, так и сезонно мерзлых грунтов (SFG) (например, Wang, 1993). ; Serreze et al., 2000; Wang et al., 2000, 2015, 2017a, 2019; Zhao et al., 2004; Cheng and Wu, 2007; Shi and Wang, 2015; Kong and Wang, 2017; Wang and Yang, 2018; Ян и др., 2018). Такие изменения являются результатом существенных изменений потоков энергии и влаги между сушей и атмосферой (Yang et al., 2018; Wang et al., 2019). Они, в свою очередь, являются результатом изменений климатических систем как в региональном, так и в глобальном масштабе (Smith, Burgess, 1999; Nelson et al. , 2001; Yang et al., 2018).

С 1967 года сезонно-мерзлая глубина (СФО) уменьшилась на 5 см со средней скоростью 0,7 см / год над восточной частью КТП (Zhao et al., 2004), а максимальная глубина промерзания (MDFP) также показывает тенденция к снижению QTP с 1980-х годов (Wang et al., 2001) и уменьшается на 33 см с середины 1980-х годов (Li et al., 2009). Наблюдение также позволило предположить, что дата начала замерзания почвы становится более поздней, а дата начала оттаивания почвы — более ранней (Gao et al., 2008), что все подтвердило, что мерзлый грунт над QTP постепенно деградировал.

Предыдущие исследования мерзлых грунтов в основном были посвящены изменениям вечной мерзлоты и их влиянию на климат (Wang et al., 2003, 2017b; Yi et al., 2014; Yang et al., 2016; Yang and Wang, 2019a, b). В этом исследовании на месте наблюдаемая максимальная глубина промерзания (MDFP) на QTP с 1960 года по настоящее время используются для анализа временных и пространственных характеристик глубины сезонного оттаивания на QTP. Кроме того, будут исследованы механизмы, связанные с изменением глубины сезонного протаивания.

В следующем разделе представлена информация об области исследования и данных. В разделе «Результаты» представлены результаты диагностики временных и пространственных характеристик и изменений сезонно мерзлых грунтов в период 1960–2019 гг. Обсуждение и выводы — это два последних раздела.

Область исследования, данные и методология

В этом исследовании выбрано 19 наблюдений на месте, наблюдений, которые расположены над восточной и южной QTP (рис. 1).Данные включают суточную глубину мерзлого грунта, регистрируемую один раз в день, и среднегодовые значения минимальных суточных температур воздуха и среднегодовые температуры воздуха (температура воздуха наблюдается на высоте 1,5 м над уровнем земли). Наблюдение за мерзлой почвой начинается, когда температура поверхности достигает или ниже 0 ° C. Вышеупомянутые наблюдения, которые охватывают период 1960–2019 годов, получены от Китайского метеорологического управления (CMA), были тщательно изучены после контроля качества перед анализом этого исследования. Завершенность данных наблюдений составляет более 99%, недостающие данные в анализе не используются. Следовательно, наблюдения, использованные в этом исследовании, должны быть надежными.

Рис. 1. Распределение 19 наблюдений на месте , использованных в этом исследовании.

коэффициентов корреляции Пирсона были использованы для изучения взаимосвязи между MDFP без тренда и температурными данными. Линейный тренд данных о морозах и данных о температуре, используемых в исследовании, основан на линейной регрессии наименьших квадратов.Тест значимости корреляции и анализ тенденций основаны на тесте Стьюдента t . Ряд данных без тренда получается путем удаления наилучшего прямого приближения из исходных рядов данных.

Результаты

Характеристики сезонно мерзлого грунта (СЗГ) в период 1960–2019 гг.

На рисунке 2 показана дата начала промерзания почвы, дата полного оттаивания почвы, продолжительность периода промерзания почвы и максимальная глубина промерзания почвы с 1960 по 2019 год. Эти количества обычно рассматриваются как индикатор изменений SFG. Результаты показывают, что дата промерзания поверхности земли начинается раньше в северном и западном QTP, чем на южных склонах QTP. В целом оттаивание грунта начинается раньше в южной и восточной частях КТП. В результате период промерзания грунта в бассейне аналогичен периоду, зафиксированному на южном и восточном флангах QTP. MDFP уменьшается к югу, за исключением северных бассейнов на более низких высотах, в основном параллельно распределению среднегодовой температуры воздуха (MAAT) (Li et al., 2009). Общие результаты на Рисунке 2 предполагают, что все соответствующие индикаторы SFG изменились, но имеют пространственные расхождения из-за влияния высоты местности и климатических условий, средней даты начала промерзания почвы, даты полного оттаивания почвы, продолжительности периода промерзания почвы. , а максимальная глубина промерзания грунта с 1960 по 2019 г. для всех 19 станций составляет 16 октября, 24 апреля, 190 дней и 105 см соответственно. Подробное описание изменений каждого индикатора будет дано в следующих разделах.

Рисунок 2. Среднегодовое значение (A) дата начала замерзания почвы (единица измерения: день), (B) дата полного оттаивания почвы (единица измерения: день), (C) длина период промерзания почвы (единица измерения: сутки), (D) максимальная глубина промерзания почвы (единица измерения: см) с 1960 по 2019 год. Цифры на рисунках. (A – C) представляют порядок дня, начинающегося с 1 января.

Вариации показателей SFG с 1960 по 2019 год

Все пункты наблюдений расположены на плоских участках, в бассейне или на поверхности плато, без существенных перепадов высот.На рис. 3 показано изменение максимальной глубины промерзания в период 1960–2019 гг. Результаты показывают, что MDFP имеет тенденцию к снижению на большинстве станций, с гораздо большим снижением на больших высотах. MDFP снижался гораздо быстрее на большинстве станций, особенно после 1995 г. , по сравнению с незначительным снижением в период с 1960 по 1995 г. (Таблица 3). Наименьший MDFP из всех станций составлял около 0,17 м для станции Чанду в 2007 году. Среднее значение MDFP составляет 1,05 м для станций ниже 3000 м с уменьшением на 0.21 м с 1960 по 2019 год. На станциях выше 4500 м смена МДФП заметно выше, чем на других станциях. В течение 1960–2019 гг. Средний MDFP уменьшился на 1,37 м выше 4500 м и на 0,35 м ниже 4500 м. Эти результаты предполагают, что вариации максимальной глубины промерзания коррелируют с более высокими отметками.

Рисунок 3. Временной ряд максимальной глубины промерзания (нормированной относительно 1981–2010 гг.) С 1960 по 2019 гг. Для (A) станций с высотой от 4500 до 5000 м, (B) станций с высота от 4000 до 4500 м, (C) станции с высотой от 3500 до 4000 м, (D) станции с высотой от 3000 до 3500 м и (E) станции с высотой от 2500 и 3000 м.

На рис. 4 показаны изменения даты начала промерзания грунта в период 1960–2019 гг. Результаты показывают, что начало замерзания грунта отложено на последние 60 лет. Самая ранняя дата замерзания всех станций наступила 19 августа (станция Синхай в 1965 году), а средняя дата начала замерзания грунта была примерно 15 октября на высоте 2500–3000 м, средняя дата начала замерзания грунта всех станций была отложена на 31 день с 1960 года. до 2019 г. на высоте 2500–3000 м по сравнению с 16 днями на высоте 4500 м за тот же период.Однако дата окончания оттаивания почвы на большинстве исследуемых участков наступила раньше (Рисунок 5). В среднем дата окончания оттаивания грунта приходилась на 14 апреля на отметке 2500–3000 м, а средняя дата оттаивания постепенно откладывалась с увеличением высоты, окончание оттаивания грунта приходилось на 1 июня выше 4500 м. Например, средняя дата оттаивания всех станций стала более ранней примерно на 26 дней с 1960–2019 гг. На высоте 2500–3000 м, с диапазоном 42 дня выше 4500 м. Общие результаты показывают, что продолжительность промерзания грунта сократилась на 44 дня с 1960 по 2019 год.

Рисунок 4. Аналогично рисунку 3, но для начальной даты промерзания грунта.

Рисунок 5. Аналогично рисунку 3, но для даты исчезновения инея на земле.

Колебания средней годовой температуры воздуха (MAAT)

Корреляция между ЮФО и годовой минимальной температурой воздуха рассчитана в таблице 1. Результаты показывают, что почти все коэффициенты корреляции проходят значимый уровень 99%.В целом, среднесуточная минимальная температура лучше всего коррелирует с MDFP. Поскольку суточная минимальная температура и годовая минимальная температура обычно появляются в ночное время и зимой, соответственно, они иллюстрируют снижение SFD по сравнению с QTP за последние 60 лет, что в первую очередь может быть связано с повышением температуры в ночное время и зимой. .

Таблица 1. Коэффициент корреляции между температурой воздуха и максимальной глубиной мерзлого грунта.

Изменения SFD по QTP в первую очередь связаны с повышением температуры воздуха. На рисунке 6 показаны изменения MAAT и среднегодовых минимальных температур воздуха на 19 станциях с 1960 по 2019 гг. Это указывает на то, что тенденция к увеличению средней годовой минимальной температуры больше, чем у MAAT. MAAT 19 станций увеличилась на 1,8 ° C с 1960 по 2019 г. с тенденцией к увеличению на 0,3 ° C / десятилетие. Однако за период 1995–2019 гг. MAAT увеличилась на 0,6 ° C. Аналогичным образом среднегодовая минимальная температура воздуха увеличилась в 2 раза.6 и 0,7 ° C в период 1960–2019 и 1995–2019 годов соответственно. Общие результаты показывают, что средняя годовая минимальная температура воздуха увеличивается быстрее, чем MAAT, а это означает, что MAAT будет увеличиваться непрерывно. Результаты моделирования Фазы 5 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP5) также предполагают, что деградация мерзлого грунта продолжится в 21 веке. Результаты таблицы 2 показывают, что среднегодовая минимальная температура воздуха имеет тенденцию к значительному увеличению (превышает 95% доверительный уровень). В частности, тенденция к повышению среднегодовых минимальных температур воздуха на станциях (Нагку и Андуо) на большей высоте (4500–5000 м) почти в два раза больше, чем в других регионах. За исключением станций на высоте 4000–5000 м, годовые осадки на большинстве станций имеют тенденцию к значительному увеличению и превышают доверительный уровень 95%. Эти результаты предполагают, что изменения среднегодовой минимальной температуры воздуха более значительны, чем MAAT, особенно на высоте более 4500 м.

Рис. 6. Повышение среднегодовой температуры воздуха и среднегодовой минимальной температуры воздуха для всех 19 станций с 1960 по 2019 г.

Таблица 2. Тенденции MAAT, средней годовой минимальной температуры воздуха, среднего годового количества осадков и абсолютной разницы (DT) температуры по QTP с 1960 по 2019 год.

Обсуждение

Изменение мерзлого грунта — индикатор изменения климата. С одной стороны, на характеристики поверхности QTP легко влияет изменение климата. Результаты Peng et al. (2020) показали, что Цинхай-Тибетское плато и Сибирь претерпели явное уменьшение глубины мерзлого грунта в течение 1850–2005 гг. И будет быстро уменьшаться в 2006–2100 гг. На основе моделирования CMIP5; с другой стороны, изменение поверхности QTP, в свою очередь, может влиять на циркуляцию окружающей атмосферы. Изменение мерзлого грунта повлияет на взаимодействие суши и воздуха в QTP, из-за большой высоты QTP, который действует как огромная печь на среднем уровне тропосферы для нагрева / охлаждения атмосферы, его обычно считают причиной изменения климата в середине. широта в северном полушарии.Изучение и понимание временных и пространственных характеристик мерзлого грунта являются обязательными.

Исследование Guo и Wang (2013) исследовало SFG по QTP с использованием результатов моделирования модели общинных земель (CLM), их результаты показали, что среднее MDFP по QTP уменьшилось на 0,34 м / десятилетие; на глубине 1 м дата начала замерзания SFG линейно задерживается на 4,0 дня / декаду, в то время как дата окончания оттаивания SFG увеличивается линейно на 4,6 дня / десятилетие, а продолжительность замораживания составляет около 124 дней. Результаты, основанные на 19 наблюдений in-situ в нашем исследовании, аналогичны Guo and Wang (2013), предполагая, что MDFP SFG и период заморозки имеют тенденцию к снижению в последние десятилетия с датой начала замораживания и дата окончания оттаивания отложенная и более поздняя соответственно. Результаты текущего исследования также согласуются с результатами, полученными со спутников (Li et al., 2012), а именно: ежегодное количество замороженных дней сократилось на 16,8 дней за десятилетие по сравнению с QTP, при этом дата окончания оттаивания почвы была продвинута раньше на ∼14 дней, а начало промерзания грунта было перенесено на ∼10 дней в течение 1988–2007 гг.Наше исследование показывает, что деградация вечной мерзлоты на большинстве участков ускоряется более значительно, особенно с 1995 г. (Таблица 3). Кроме того, результаты этого исследования предполагают, что изменения SFG более отчетливы в регионах, где среднегодовая максимальная глубина промерзания почвы относительно больше (например, Рисунок 2 и Таблица 4), эти результаты аналогичны выводам Zhao et al. al. (2004), а именно, наиболее значительные изменения SFG произошли в регионах, где SFG наиболее толстая. В частности, среднее значение MDFP выше и ниже 4500 м уменьшается на 1.37 и 0,35 м в период с 1960 по 2019 год, соответственно, что позволяет предположить, что уменьшение MDFP намного сильнее на станциях выше 4500 м (например, на станциях Андуо и Нагку) по сравнению с другими станциями.

Таблица 3. Тенденции даты оттаивания, даты промерзания и максимальной глубины мерзлого грунта в 1960–2019 и 1995–2019 годах.

Таблица 4. То же, что и в таблице 3, но для результатов за период 1960–2019 гг.

На рисунке 7 показаны изменения среднемесячной температуры воздуха и осадков с 1960 по 2019 гг.Результаты показывают, что изменения среднемесячных температур воздуха имеют очевидные межгодовые особенности, повышение происходит в основном с октября по январь, а снижение происходит в основном с марта по июль, это означает, что повышение и понижение температуры воздуха происходит в холодное время года и теплое время года соответственно. Эти результаты хорошо согласуются с сезонными изменениями температуры в высокогорных районах (Stocker et al., 2013). Рисунок 7 также показывает, что увеличение количества осадков (снега) происходит в холодное время года, что может быть важной причиной сдерживания снижения температуры почвы в холодное время года, что согласуется с результатами Frauenfeld et al.(2004) и Zhao et al. (2004).

Рисунок 7. Изменения среднемесячной температуры воздуха и осадков для всех 19 станций с 1960 по 2019 гг.

Таяние мерзлого грунта может значительно изменить содержание влаги в почве, баланс поверхностной энергии, обмен воды и углерода между землей и атмосферой (Hinzman et al., 1991; Lewkowicz, 1992; Jorgenson et al., 2001; Cui and Wang, 2009) . Это вызовет изменения во взаимодействии между земной поверхностью и атмосферой над QTP (Wang et al., 2003).

Заключение

На основании долгосрочных наблюдений на месте, результаты этого исследования показывают, что продолжительность замерзания грунта становится короче, дата замерзания откладывается, дата оттаивания перемещается вверх, а сезонные отклонения температуры становятся небольшими. Общие результаты показывают, что QTP становится все теплее, и подразумевают, что существующий режим циркуляции атмосферы, сформированный в прошлом, вероятно, также изменится.

Корреляция между зимними температурами воздуха и MDFP подразумевает, что годовая минимальная температура воздуха является основным фактором, влияющим на мерзлый грунт, особенно на большой высоте.Период промерзания грунта также сократился за последние 60 лет, что также можно объяснить более высокими температурами осенью. Хранение воды в виде льда зимой задерживает прогревание почвы с марта по июнь из-за увеличения скрытого тепла, необходимого для оттаивания льда. Низкая теплопроводность сухой почвы летом и более высокая теплопроводность богатой льдом почвы зимой также играют определенную роль в возникновении различий в годовых режимах температуры почвы и воздуха.

Заявление о доступности данных

Данные, проанализированные в этом исследовании, подлежат следующим лицензиям / ограничениям: Авторские права на эти данные принадлежат Китайскому метеорологическому агентству. Любой, кто использует эти данные, должен зарегистрироваться как пользователь. Запросы на доступ к этим наборам данных следует направлять на www.nmic.cn.

Авторские взносы

CW разработал и написал рукопись. WZ обработал данные и цифры. YC отредактировал рукопись. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Это исследование было поддержано Национальным научным фондом Китая (гранты № 91837205, 41975111, 41805032 и 41801015).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Cheng, G., and Wu, T. (2007). Реакции вечной мерзлоты на изменение климата и их экологическое значение, Цинхай-Тибетское плато. J. Geophys. Res. Поверхность Земли 112: F02S03. DOI: 10.1029 / 2006JF000631