青藏高原五道梁附近多年冻土活动层冻结和融化过程.pdf

青藏高原五道梁附近多年冻土活动层

冻结和融化过程

赵林程国栋李述训赵新民王绍令

(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所国家冻土工程重点实验室,兰州730000.Email:linzhao@ns.lzb.ac.cn)

摘要对约占青藏高原总面积2/3的多年冻土活动层进行了监测研究.通过对青藏高原五道梁附

近地温和水分观测资料的分析,依据活动层中温度变化过程和水热的传输特征,把活动层的冻融

过程划分为4个阶段,即夏季融化过程(ST)冬季降温过程(WC)和春季升温

过程(SW).在夏季融化和秋季冻结过程中,活动层中水热耦合特征较为复杂,水分的迁移量极大,

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第45卷第11期2000年6月简报

而在其余两个阶段,活动层中的水分迁移量较小,热量主要以传导方式传输.在不同冻融阶段,

活动层中的水热耦合过程伴随着水分输运的不同方式而发生变化.经过整个冻融过程后,多年冻

土上限附近的水分含量趋于增大,这也是多年冻土上限附近厚层地下冰发育的主要原因.

关键词活动层冻融过程水热耦合

多年冻土是通过活动层

热动态变化过程而实现;另外,在全球和区域气候变

暖的背景下,多年冻土中储藏的碳水化合物将随活动层的增厚逐步释放到大气中,从而进一

步影响局域甚至全球气候变化.这些又与活动层冻融过程中的水热状况及输运特征有着密不

可分的关系.

据IPCC报告预测,全球的平均气温在未来1个世纪中将以每10年0.3

4]

表明,阿拉斯加北部活动层温度在过

去10年中的年际变化与全球气温的变化特征有着极好的相关关系,在我国青藏高原也发现类

似的现象[5]

.只有揭示活动层在现代气候条件下的冻结和融化特征,才能预测其在全球变暖背

景下的变化,才能从活动层和多年冻土温度变化过程中提取出气候变化的信息.

本文通过对青藏高原五道梁附近地温和土壤水分观测资料的分析,把活动层的冻融过程

划分为4个阶段,并对各个阶段的水热输运过程以及水热耦合特征进行了分析.文中的温度

资料取自1996年6月至1998年5月五道梁观测场的地温资料,该观测场位于青藏公路沿线

五道梁南7km的低山丘陵区,海拔高度4735m.地温观测是在0,20,40,80,160和320cm

深度处利用DT600数采仪进行1小时1次自动记录,从4.00

;中子水分测量记录是1997年

6月至1998年8月同一观测场的资料,该项观测每月进行3次,每次分别对10

70cm为含砾砂土,70cm以下为砂砾土,其中160cm以下为厚层地下冰层.观测场附近的多

年冻土上限在150

作为观测场附近土壤的冻结温度,