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青藏高原中部多年冻土区热融滑塌快速发育 [复制链接]

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青藏高原孕育着世界上中低纬度地区面积最大的高海拔多年冻土,中部的可可西里地区更是大片的连续多年冻土区。青藏高原由于其特殊的地理位置,气候变化具有明显的敏感性、超前性和调节性特征。根据青藏高原腹地及周边10个气象站过去近60年的气温、降水资料分析,近半个世纪以来青藏高原大部分地区年平均气温在经历着不同程度的升高,其中高原中部升温幅度较大,达到了0.04-0.06℃/a,整体气温增加了约1.5℃。同时,随着高原水汽循环的加强,大部分地区的降水也表现出增多的趋势,其中高原中部的五道梁年平均降雨量增加率约2mm/a,50年降雨量增加了mm以上,且高原极端降水量也有增加的趋势。

受暖湿化气候条件的强烈影响,青藏高原多年冻土呈现出快速的退化状态,突出的表现为年平均地温升高、活动层厚度增加、地下冰消融等。多年冻土变暖、退化、融化的直接后果是日趋严重的热喀斯特过程及灾害效应。其中热融滑塌由于其瞬间发生、对工程稳定及环境的灾害效应显著而被人们所重视。

热融滑塌(Thawslumping)在冻土学词典中被定义为溯源融流滑坡。而在Geocryology一书中被认为是热喀斯特侵蚀的一种,并详细描述了北极地区海岸、河岸侵蚀的三个过程,即:热融后退、活动层滑脱、滑坡等。加拿大冻土学家French在其所著的《冰缘环境》第四版中详细描述了活动层滑脱过程,定义为斜坡失稳后,活动层连同覆盖的植被垫,与底部的冻结土壤分离。总之,无论是北极还是青藏高原冻土区,对热融滑塌形成过程的认识是清楚的,也是一致的。

热融滑塌发生的原因和过程与冻土条件、地下冰融化及其它诱发因素密切相关。根据调查,按照成因分类,目前发育于青藏高原中部多年冻土区的热融滑塌主要有三种类型,分别是降雨入渗型热融滑塌、河流(湖泊)冲刷型热融滑塌、开挖扰动型热融滑塌。此外地震也能够诱发冻土活动层滑脱,进而发展为热融滑塌。

可可西里中部发育的降雨入渗型热融滑塌

风火山南坡发育的河流冲刷型热融滑塌

热融滑塌作为对气候变化响应的指示器,以及它的环境、灾害效应,成为当前冻土界的热点研究议题。在极地地区,包括俄罗斯、加拿大、美国等国的研究主要聚焦在极地地区的环境效应研究,比如热喀斯特过程引起的地表景观格局的破坏;热喀斯特过程释放温室气体的环境热效应;热喀斯特过程中的碳源碳汇问题;热喀斯特过程中的水文、水资源循环问题等。除此之外,我国青藏高原,特别是青藏工程走廊线型工程密集,热融滑塌发生后对工程安全有重要影响。一方面热融滑塌发生后产生的泥流物可能会堵塞涵洞、破坏路面,甚至瞬间的滑动体会摧毁路基及附属设施;另一方面热融滑塌发生后产生的泥流物会聚集在路基一侧,对冻土路基有强烈的侧向热侵蚀,会引起路基的不均匀沉陷。也会对当地牧民的居住环境造成一定的影响。

安多县色务乡热融滑塌对牧民居住环境的潜在影响

总之,青藏高原热融滑塌近10年来无论数量还是面积发育都非常迅速,强烈的反馈于气候变化和人类活动。目前青藏高原腹地大片区域仍缺乏系统的调查研究,其空间分布特征、易发性评估等工作亟待开展研究。

考察途中的一些花絮

林战举

文案

范星文

编辑

牛富俊

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