Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2025. № 4 (398). С. 172-178

172

DOI: https://doi.org/10.37162/2618-9631-2025-4-172-178

УДК 551.58

Тенденции промерзания почвы

на территории Архангельской области

в условиях изменения климата

И.В. Грищенко

Архангельское региональное отделение

Русского географического общества, г. Архангельск, Россия

ovenir2011@yandex.ru

Проведен анализ изменения параметров промерзания почвы (глубины промерза-

ния почвы и сроков промерзания) на территории Архангельской области за период

1961–2020 гг., а также за 30-летия в рамках этого периода (1961–1990, 1971–2000,

1981–2010, 1991–2020 гг.). Установлено уменьшение глубины промерзания в течение

всех периодов, за исключением 1961–1990 гг. Рассчитаны коэффициенты линейного

тренда для глубины промерзания почвы. Установлена тенденция смещения дат

наступления первого и устойчивого промерзания на более поздние сроки.

Ключевые слова: глубина промерзания, даты первого и устойчивого промерзания,

температура приземного слоя воздуха, линейный тренд

Soil freezing trends in the Arkhangelsk

region in a changing climate

I.V. Grishchenko

Arkhangelsk regional branch of the Russian Geographical Society,

Arkhangelsk, Russia

ovenir2011@yandex.ru

An analysis of changes in soil freezing parameters (freezing depth and freezing time)

in theArkhangelsk region for a period of 1961–2020, as well as for 30-years intervals within

this period (1961–1990, 1971–2000, 1981–2010, 1991–2020), was conducted. A decrease

in the freezing depth was revealed during all periods, except for 1961–1990. The linear

trend coefficients for the freezing depth were calculated. A trend towards a shift to later

dates was found in the dates of the onset of the first and stable freezing.

Keywords: freezing depth, dates of first and stable freezing, surface air temperature,

linear trend

Введение

Одной из важнейших климатических характеристик является глубина

промерзания почвы. Глубина промерзания определяет условия перези-

мовки зимующих культур. В весенний период она влияет на формирование

стока талых вод, а также на увлажнение почвы после схода снежного по-

крова. Глубокое промерзание препятствует проникновению талой воды в

нижние слои почвы.

Грищенко И.В.

173

Глубина промерзания почвы, на основе которой производят расчеты

промерзания грунтов, имеет важное прикладное значение. Она учитыва-

ется при прокладке магистральных газо- и нефтепроводов, при строитель-

стве фундаментов различных сооружений. В условиях изменения климата

расчеты промерзания грунтов приобретают особое значение [4].

Промерзание почвы характеризуется глубиной промерзания и датами

начала промерзания ‒ первого и устойчивого, а также датами оттаивания ‒

первого и полного.

Глубина промерзания почвы зависит от многих факторов, прежде

всего, от температуры воздуха и толщины снежного покрова, а также от

типа почвы, теплоемкости, теплопроводности и влажности почвы, от обра-

ботки почвы и наличия растительности.

Основным фактором, содействующим промерзанию почвы, является

температура приземного слоя воздуха. Так, в [6] указывается на зависи-

мость глубины промерзания почвы от суммы отрицательных температур

воздуха за холодный период года.

Позднее было установлено, что многолетние изменения среднегодо-

вой температуры грунтов на Восточно-Европейской равнине определяются

в большей мере изменениями температуры воздуха, чем изменениями вы-

соты снежного покрова. Отепляющее действие снежного покрова здесь

ослаблено. В Сибири, напротив, изменения среднегодовой температуры

грунтов определяются в большей мере изменениями высоты снежного по-

крова, чем изменениями температуры воздуха [5].

Для анализа промерзания почвы на территории Архангельской обла-

сти была создана база данных за период максимального увеличения про-

мерзания (февраль-март) по средней температуре воздуха и глубине про-

мерзания почвы (см), за период октябрь‒январь по датам первого и

устойчивого промерзания за 1961–1990, 1971–2000, 1981–2010 и 1991–

2020 гг. по 22 метеорологическим станциям (рисунок).

Для каждого наблюдательного пункта были построены линейные

тренды с использованием уравнения регрессии: y(t)=b₁t+b₀, где y(t) ‒ сред-

нее значение величины параметра; b₀‒ оценка среднего значения вели-

чины; b₁‒ оценка коэффициента линейного тренда; t ‒ время в годах.

Тенденции изменения параметров промерзания почвы

Архангельская область занимает на Европейском Севере значитель-

ную территорию ‒ 556 тыс. км². Поэтому разнообразие температурного ре-

жима, форм рельефа, растительности, почвы приводит к существенным

различиям в глубине промерзания почвы.

Промерзание почвы на территории Архангельской области в среднем

начинается в третьей декаде октября ‒ первой декаде ноября и достигает

своего максимума в конце марта. Наиболее существенное увеличение глу-

бины промерзания происходит в феврале-марте. В весенний период оттаи-

вание почвы идет как снизу, так и сверху мерзлого слоя. В случае возврата

174

Агрометеорологические прогнозы

холодов верхний талый слой может вновь замерзнуть, и тогда на некоторой

глубине образуется прослойка незамерзшей почвы.

Рис. Метеорологические станции на территории Архангельской области с

наблюдениями за промерзанием почвы.

Fig. Meteorological stations in the Arkhangelsk region with observations of soil

freezing.

За период 1961–2020 гг. глубина промерзания почвы на большей части

территории области к концу марта в среднем составляла от 50 до 70 см, на

юго-востоке области 75–87 см, на северо-востоке (Мезенский и Лешукон-

ский районы) ‒ от 100 до 115 см, менее всего ‒ на побережье Онежского

залива (30–33 см) и в Коношском районе (15–17 см).

Расчет значений максимальной глубины промерзания за 30-летние пе-

риоды, которые можно условно принять за климатическую норму этой ха-

рактеристики, показывает, что величина глубины промерзания меняется

существенным образом, а именно происходит уменьшение ее значений.

Грищенко И.В.

175

Так, за период 1991–2020 гг. средняя глубина промерзания оказалась зна-

чительно меньше по сравнению с предыдущими 30-летними периодами, а

также с периодом 1961–2020 гг. (табл. 1).

Таблица 1. Средняя глубина (см) промерзания почвы за 30-летние периоды

по данным метеорологических станций Архангельской области

Table 1. The average depth (cm) of soil freezing over 30-year periods according

to the meteorological stations in the Arkhangelsk region

Метеорологические станции Архангельской области

30-летний

период

1961‒2020

1961‒1990

1971‒2000

1981‒2010

1991‒2020

113

134

122

106

Вместе с тем в период 1961‒1990 гг. промерзание оказалось наиболь-

шим.

Средняя за февраль-март (период максимального увеличения глубины

промерзания) температура воздуха по 30-летиям имела тенденцию к повы-

шению. Наиболее холодным оказался период 1961–1990 гг., а наиболее

теплым – период 1991–2020 гг. (табл. 2).

Таблица 2. Средняя за февраль-март температура воздуха (ºС) по 30-летним

периодам по данным метеорологических станций Архангельской области

Table 2. Average air temperature for February–March (°C) for 30-year periods ac-

cording to the meteorological stations in the Arkhangelsk region

Метеорологические станции Архангельской области

30-летний

период

1961‒2020

1961‒1990

1971‒2000

1981‒2010

1991‒2020

-12,5

-13,5

-12,8

-12,6

-11,5

-10,1

-11,2

-10,4

-10,1

-9,0

–10,4

–11,6

-10,7

-10,3

-9,2

-11,1

-12,1

-11,3

-10,9

-10

-12,8

-13,9

-13,1

-12,7

-11,8

-12,1

-13,3

-12,5

-12,1

-10,9

-11,6

-12,8

-11,9

-11,6

-10,4

176

Агрометеорологические прогнозы

Соответственно, в период 1961–1990 гг. промерзание в среднем оказа-

лось наибольшим, а в период 1991–2020 гг. ‒ наименьшим.

В разрезе наблюдений по годам наибольшее промерзание наблюда-

лось в зимние сезоны с 1966 по 1980 г., когда на большей части территории

области глубина промерзания почвы достигала 100–150 см. С конца 80-х

годов XX века промерзание на глубину более 100 см отмечалось лишь в

отдельные годы и в отдельных районах, в основном на северо-востоке об-

ласти [1].

Абсолютный максимум глубины промерзания почвы в период 1961–

2020 гг. был отмечен в зимний сезон 1969–1970 гг. также на северо-востоке

Архангельской области (метеорологическая станция Койнас) и составил

209 см.

Вместе с тем в 2018 г. промерзание почвы в Коношском, Краснобор-

ском, Верхнетоемском районах составило всего 1–3 см [1].

Расчет линейного тренда глубины промерзания почвы за период 1961–

2020 гг. показывает, что наблюдается тенденция уменьшения глубины про-

мерзания почвы на всей территории Архангельской области, коэффициент

тренда (b₁) колеблется в пределах от -0,6 до -1,4 см/год. В последнее трид-

цатилетие (1991–2020 гг.) тенденция уменьшения глубины промерзания

почвы сохраняется, но по данным некоторых метеорологических станций

скорость этого процесса становится меньше (табл. 3).

Таблица 3. Параметры линейных трендов глубины промерзания почвы за

февраль-март 1961–2020 и 1991–2020 гг. по данным метеорологических стан-

ций Архангельской области

Table 3. The parameters of the linear trends in soil freezing depth for February–

March in 1961–2020 and 1991–2020 based on data from meteorological stations

in the Arkhangelsk region

Коэффициент тренда b₁,

Коэффициент

см/10 лет

детерминации, %

Метеостанция

1961–2020

-1,3

1991–2020

-1,2

1961–2020

1991–2020

Мезень

41,2

22,7

44,5

27,6

37,3

32,4

45,9

12,2

15,3

2,7

Онега

-0,6

Каргополь

Шангалы

Вилегодск

В. Тойма

Холмогоры

-1,2

-1,0

-0,9

-0,1

0,2

-1,4

-0,1

0,2

-1,2

-0,1

0,1

-1,4

-0,4

5,1

О тенденции изменения глубины промерзания можно судить также и

по историческим данным. Так, газета «Архангельск» за 21 августа 1909 г.

писала, что «…при рытье канавы на ул. Серафимовича (центр Архангель-

ска) на глубине 1 аршина (около 70 см) была встречена мерзлая земля…»,

Грищенко И.В.

177

а в этой же газете за июнь 1913 г. сообщалось, что «…при аналогичных

земляных работах, несмотря на теплую погоду и дожди, также была встре-

чена мерзлая земля…» [2], то есть в начале XX века даже летом на глубине

более 0,5 м сохранялся мерзлый слой почвы.

В настоящее время в районе Архангельска промерзание почвы наблю-

дается с ноября по апрель и составляет в среднем 40–42 см.

Температура воздуха существенным образом влияет и на сроки пер-

вого и устойчивого промерзания.

Если за период 1961–2020 гг. средние даты первого промерзания

почвы на территории области приходились на 22–23 октября, то в XXI веке

начало промерзания сместилось на более поздние сроки. За период 1991–

2020 гг. оно стало в среднем начинаться 28–29 октября.

Средние даты устойчивого промерзания почвы за период 1961–

2020 гг. приходились на 14–16 ноября, за период 1991–2020 гг. эти даты

сместились на 20–21 ноября.

Самые ранние даты первого промерзания почвы на территории обла-

сти были зафиксированы в первой пятидневке октября 1977 г. в связи с

установлением уже в начале октября отрицательной температуры воздуха,

которая оказалась ниже нормы на 5–7 ºС.

Самые поздние даты первого промерзания пришлись на конец ноября

2020 года.

В связи увеличением частоты оттепелей в этом регионе в ноябре-де-

кабре [3], в XXI веке стали наблюдаться аномально поздние даты устойчи-

вого промерзания, а именно декабрь (2003, 2006, 2008, 2009, 2015 гг.) и ян-

варь (2016, 2017 гг.).

Заключение

Изменение климата, наблюдаемое в настоящее время, подтверждается

и динамикой такой важной климатической характеристики, как промерза-

ние почвы. Исследование, проведенное по данным метеостанций, располо-

женных на территории Архангельской области, показывает, что происхо-

дит уменьшение глубины промерзания на всей территории области, а даты

первого и устойчивого промерзания смещаются на более поздние сроки.

Наибольшие аномалии проявляются в сроках наступления устойчи-

вого промерзания. Зафиксированы случаи наступления устойчивого про-

мерзания почвы в декабре и январе.

Список литературы

1. Грищенко И.В. Климат Архангельской области, Архангельск: КИРА, 2021, 232 с.

2. Грищенко И.В. Опасные природные явления на Европейском Севере. Архангельск:

КИРА, 2023. 235 с.

3. Грищенко И. В. Тенденции в возникновении оттепелей на территории Архангель-

ской области // Гидрометеорологические исследования и прогнозы. 2019. № 1 (371). С. 119-

126.

178

Агрометеорологические прогнозы

4. Климат России / Под ред. Н.В. Кобышевой. СПб.: Гидрометоиздат, 2001. 655 с.

5. Шерстюков А. Б. Изменения климата и их последствия в зоне многолетней мерз-

лоты России. Обнинск: ГУ ВНИИГМИ-МЦД, 2009. 127 с.

6. Шкадова А.К. Температурный режим почв на территории СССР. Л.: Гидрометеоиз-

дат, 1979. 239 с.

References

1. Grishchenko I.V. Klimat Arhangel'skoj oblasti, Arhangel'sk, KIRA publ., 2021, 232 р.

[in Russ.].

2. Grishchenko I.V. Opasnye prirodnye yavleniya na Evropejskom Severe. Arhangel'sk,

KIRA publ., 2023, 235 р. [in Russ.].

3. Grishchenko I.V. Tendencii v vozniknovenii ottepelej na territorii [Arhangel'skoj oblasti

Trends in the occurrence of thaws in the Arkhangelsk region]. Gidrometeorologicheskie issledo-

vaniya i prognozy [Hydrometeorological Research and Forecasting]. 2019, no. 1 (371), pp. 119-

126 [in Russ.].

4. Klimat Rossii: Pod red. N.V. Kobyshevoj. Saint Petersburg, Gidrometoizdat publ., 2001,

655 p. [in Russ.].

5. Sherstyukov A.B. Izmeneniya klimata i ih posledstviya v zone mnogoletnej merzloty Ros-

sii. Obninsk: GU VNIIGMI-MCD publ., 2009. 127 p. [in Russ.].

6. Shkadova A.K. Temperaturnyj rezhim pochv na territorii SSSR. Leningrad, Gidromete-

oizdat publ., 1979, 239 p. [in Russ.].

Поступила 17.11.2025; принята в печать 26.11.2025.

Submitted 17.11.2025; accepted for publication 26.11.2025.