多年冻土区地温变化及冻土退化研究

(中国民航大学机场学院 天津 300300)

引言

多年冻土面积几乎占到了全球陆地总面积的四分之一，作为冻土主要分布国家，多年冻土面积占据了我国陆地面积的23%[1]。青藏高原作为我国主要冻土分布区，气候及地质条件复杂多变。随着近年来气候变暖的加剧，青藏高原多年冻土区土体温度上升、冻土上限降低、冻土层厚度减薄，致使冻土出现大面积退化。因此，急需对青藏高原多年冻土区的地温变化展开系统的研究以应对冻土的退化。

一、青藏高原多年冻土区地温变化

图1 我国冻土分布图[2]

年平均地温是冻土状态的重要衡量指标，因此对于多年冻土区地温变化的研究显得尤为重要。据相关资料显示[3]，自1970年至今，青藏高原地区年均气温升高0.4℃，岛状冻土区年均地温升高0.5℃。青藏铁路沿线多年冻土在近15年内，年均温度升高0.3℃，厚度减薄了5m。风火山地区据当地气象站统计，发现自20世纪60年代起平均每10年升温达到0.5～0.8℃，且升温速率逐年升高。青藏公路沿线冻土上限以平均0.08m每年的速率下降，最严重区域的年平均下降速率甚至达到了0.16m。地温升高、冻土天然上限降低、冻土厚度减薄等现象的加剧，导致青藏高原地区多年冻土的大面积退化甚至消失。因此，需要对多年冻土区地温变化进行系统的研究，并分析其变化规律。

表1 青藏高原部分地区年均温度[4](单位℃)

二、多年冻土区地温曲线研究

地温曲线可以反映冻土的状态和变化趋势，并可由此推断出其演变过程。根据青藏高原多年冻土区大量的钻孔测试，发现冻土地温曲线大致分为三种：稳定型、过渡型以及退化型[5]。

(一)稳定型

当冻土层较为稳定或有所发展，即冻土处于放热状态时称为稳定型。稳定型地温曲线多处于连续多年冻土区，年均温度小于-1.5℃，冻土层较厚且具有良好的热稳定性。一般具有稳定型地温曲线的冻土其上层年均地温要略低于下层土体

(二)过渡型

常见于岛状冻土区的边缘位置，年均地温普遍高于-0.5℃，冻土层厚度较小，热稳定性较差。上部冻土开始退化，甚至转变为季节冻土。

(三)退化型

多处于不连续冻土区边缘位置，年均温度高于-1.5℃，冻土热稳定性差、强度低，退化现象十分明显。多见于青藏高原多年冻土区的河谷或盆地等区域。

三、结论

气候是多年冻土形成的基础，气候的改变必然引发冻土生存环境的变化，使其地温发生显著改变。总而言之，全球变暖对多年冻土区地温的改变是不可逆的。因此，需要我们对冻土区冻土的退化进行深入的研究，并找到能够保证冻土稳定性的应对措施。