冻土
凡处于零度及以下温度,并含有冰的各种土(岩),统称为冻土。
01
分类
冻土按其时间的长短,可分为季节冻土和多年冻土两类。
季节冻土指冬季冻结、夏季全部融化的土层;
多年冻土指冻结持续多年,甚至可达数万年的土层。多年冻土在地球上主要分布在俄罗斯和加拿大。我国多年冻土面积主要分布在东北、北部山区、西北高山及青藏高原地区。
多年冻土可分为上下两层,上层为夏融冬冻的活动层,下层为多年冻结层。
02
特征
冻土层的温度是随着气温而变化的。地温变化的幅度以地表为最大,随着深度加大而减小,至某一深度,其值等于零。这个深度称为地温年变化深度。
03
分布规律
①冻土在地球上的分布具有明显的纬度地带性和垂直地带性。
多年冻土区与非多年冻土区之间的界线,在水平方向上称为多年冻土南界(北半球),在垂直方向上称为多年冻土下界。随着多年冻土动态变化,南界和下界亦不断发生变化,并且在各种非地带性因素影响下,分界线也往往不是一条直线。
②自极地向低纬度方向,多年冻土分布厚度不断减小。年平均地温相应升高。
③中低纬度高山高原地区的冻土分布,主要受海拔高程的控制。一般来说,海拔愈高,厚度愈大,地温愈低。
全球冻土分布图
我国多年冻土分布在东北北部地区、西北高山区及青藏高原地区。
冻土是指零摄氏度以下,并含有冰的各种岩石和土壤。一般可分为短时冻土(数小时/数日以至半月)/季节冻土(半月至数月)以及多年冻土(又称永久冻土,指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层)。
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冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。随着气候变暖,冻土在不断退化。
04
形成条件
1
气候
冻土分布区的环境条件存在差异。冰沼土分布区属苔原气候,大部分地面被雪原和冰川所覆盖,年平均温在0℃以下,一般都在-17℃至-10℃,冬季气温可低至-40℃,甚至-55℃,夏季温度也很低,7月份平均温度不超过10℃,全年结冰日长达240天以上。高山冻漠土年均温也很低,一般为-12℃至-4℃。冻土区降水很少,欧洲部分为200-300毫米,亚洲和北美洲北部在100毫米以下,西藏冻漠土区因地势高、远离海洋,降水更稀少,一般为60-80毫米,其北部更少,为20-50毫米,其中90%集中在5-9月。降水虽然少,但气温低,蒸发量小,长期冰冻,土壤湿度很大,经常处于水分饱和状态,夏季土壤——母质融化,砂土可达1-1.5米,土壤70-100厘米,泥炭土35-40厘米,以下即为永冻层,高山冻漠土在宽谷、湖盆永冻层深度80厘米,山坡上可达150厘米。
2
植被
由于冻土区气候严寒,植被是以苔藓、地衣为主组成的苔原植被,草本植物和灌木很少,常见的植物有:石楠属、北极蓝浆果、金凤花等开花植物,南缘有云杉、落叶松、桦、白杨、柳、山梣等,生长缓慢,矮小且畸形,各种植物的年生长量均不大,苔原地带每年有机质的增长量为400公斤/公顷,是世界各自然地带中最少的。高山冻漠土区植被为多年生和中旱生的草本植物、垫状植物和地衣,常见的有风毛菊属、葶苈属、桂竹香属、虎耳草属、点地梅属、银莲花属、金莲花属、红景天属等,一簇簇地生长在石隙之前,或在冰雪融水灌润的地方局部呈小片分布。五颜六色的粗糙蝶衣、地图黄绿衣、岩表黄绿衣等则着生于石块上面。
3
地形、母质