多年凍土區地溫變化及凍土退化研究

(中國民航大學機場學院 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家，多年凍土面積占據了我國陸地面積的23%[1]。青藏高原作為我國主要凍土分布區，氣候及地質條件復雜多變。隨著近年來氣候變暖的加劇，青藏高原多年凍土區土體溫度上升、凍土上限降低、凍土層厚度減薄，致使凍土出現大面積退化。因此，急需對青藏高原多年凍土區的地溫變化展開系統的研究以應對凍土的退化。

一、青藏高原多年凍土區地溫變化

圖1 我國凍土分布圖[2]

年平均地溫是凍土狀態的重要衡量指標，因此對于多年凍土區地溫變化的研究顯得尤為重要。據相關資料顯示[3]，自1970年至今，青藏高原地區年均氣溫升高0.4℃，島狀凍土區年均地溫升高0.5℃。青藏鐵路沿線多年凍土在近15年內，年均溫度升高0.3℃，厚度減薄了5m。風火山地區據當地氣象站統計，發現自20世紀60年代起平均每10年升溫達到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，最嚴重區域的年平均下降速率甚至達到了0.16m。地溫升高、凍土天然上限降低、凍土厚度減薄等現象的加劇，導致青藏高原地區多年凍土的大面積退化甚至消失。因此，需要對多年凍土區地溫變化進行系統的研究，并分析其變化規律。

表1 青藏高原部分地區年均溫度[4](單位℃)

二、多年凍土區地溫曲線研究

地溫曲線可以反映凍土的狀態和變化趨勢，并可由此推斷出其演變過程。根據青藏高原多年凍土區大量的鉆孔測試，發現凍土地溫曲線大致分為三種：穩定型、過渡型以及退化型[5]。

(一)穩定型

當凍土層較為穩定或有所發展，即凍土處于放熱狀態時稱為穩定型。穩定型地溫曲線多處于連續多年凍土區，年均溫度小于-1.5℃，凍土層較厚且具有良好的熱穩定性。一般具有穩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

常見于島狀凍土區的邊緣位置，年均地溫普遍高于-0.5℃，凍土層厚度較小，熱穩定性較差。上部凍土開始退化，甚至轉變為季節凍土。

(三)退化型

多處于不連續凍土區邊緣位置，年均溫度高于-1.5℃，凍土熱穩定性差、強度低，退化現象十分明顯。多見于青藏高原多年凍土區的河谷或盆地等區域。

三、結論

氣候是多年凍土形成的基礎，氣候的改變必然引發凍土生存環境的變化，使其地溫發生顯著改變。總而言之，全球變暖對多年凍土區地溫的改變是不可逆的。因此，需要我們對凍土區凍土的退化進行深入的研究，并找到能夠保證凍土穩定性的應對措施。