多年凍土區(qū)地溫變化及凍土退化研究

(中國(guó)民航大學(xué)機(jī)場(chǎng)學(xué)院 天津 300300)

引言

多年凍土面積幾乎占到了全球陸地總面積的四分之一，作為凍土主要分布國(guó)家，多年凍土面積占據(jù)了我國(guó)陸地面積的23%[1]。青藏高原作為我國(guó)主要凍土分布區(qū)，氣候及地質(zhì)條件復(fù)雜多變。隨著近年來氣候變暖的加劇，青藏高原多年凍土區(qū)土體溫度上升、凍土上限降低、凍土層厚度減薄，致使凍土出現(xiàn)大面積退化。因此，急需對(duì)青藏高原多年凍土區(qū)的地溫變化展開系統(tǒng)的研究以應(yīng)對(duì)凍土的退化。

一、青藏高原多年凍土區(qū)地溫變化

圖1 我國(guó)凍土分布圖[2]

年平均地溫是凍土狀態(tài)的重要衡量指標(biāo)，因此對(duì)于多年凍土區(qū)地溫變化的研究顯得尤為重要。據(jù)相關(guān)資料顯示[3]，自1970年至今，青藏高原地區(qū)年均氣溫升高0.4℃，島狀凍土區(qū)年均地溫升高0.5℃。青藏鐵路沿線多年凍土在近15年內(nèi)，年均溫度升高0.3℃，厚度減薄了5m。風(fēng)火山地區(qū)據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳窘y(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自20世紀(jì)60年代起平均每10年升溫達(dá)到0.5～0.8℃，且升溫速率逐年升高。青藏公路沿線凍土上限以平均0.08m每年的速率下降，最嚴(yán)重區(qū)域的年平均下降速率甚至達(dá)到了0.16m。地溫升高、凍土天然上限降低、凍土厚度減薄等現(xiàn)象的加劇，導(dǎo)致青藏高原地區(qū)多年凍土的大面積退化甚至消失。因此，需要對(duì)多年凍土區(qū)地溫變化進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并分析其變化規(guī)律。

表1 青藏高原部分地區(qū)年均溫度[4](單位℃)

二、多年凍土區(qū)地溫曲線研究

地溫曲線可以反映凍土的狀態(tài)和變化趨勢(shì)，并可由此推斷出其演變過程。根據(jù)青藏高原多年凍土區(qū)大量的鉆孔測(cè)試，發(fā)現(xiàn)凍土地溫曲線大致分為三種：穩(wěn)定型、過渡型以及退化型[5]。

(一)穩(wěn)定型

當(dāng)凍土層較為穩(wěn)定或有所發(fā)展，即凍土處于放熱狀態(tài)時(shí)稱為穩(wěn)定型。穩(wěn)定型地溫曲線多處于連續(xù)多年凍土區(qū)，年均溫度小于-1.5℃，凍土層較厚且具有良好的熱穩(wěn)定性。一般具有穩(wěn)定型地溫曲線的凍土其上層年均地溫要略低于下層土體

(二)過渡型

常見于島狀凍土區(qū)的邊緣位置，年均地溫普遍高于-0.5℃，凍土層厚度較小，熱穩(wěn)定性較差。上部?jī)鐾灵_始退化，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)榧竟?jié)凍土。

(三)退化型

多處于不連續(xù)凍土區(qū)邊緣位置，年均溫度高于-1.5℃，凍土熱穩(wěn)定性差、強(qiáng)度低，退化現(xiàn)象十分明顯。多見于青藏高原多年凍土區(qū)的河谷或盆地等區(qū)域。

三、結(jié)論

氣候是多年凍土形成的基礎(chǔ)，氣候的改變必然引發(fā)凍土生存環(huán)境的變化，使其地溫發(fā)生顯著改變?？偠灾蜃兣瘜?duì)多年凍土區(qū)地溫的改變是不可逆的。因此，需要我們對(duì)凍土區(qū)凍土的退化進(jìn)行深入的研究，并找到能夠保證凍土穩(wěn)定性的應(yīng)對(duì)措施。