多年冻土退化对气候和人类产生重要影响
发布时间：2021-01-31 13:30
多年冻土主要分布在高纬度和高海拔地区,占北半球陆地面积的四分之一。多年冻土是寒冷气候的产物,全球变暖导致世界范围内多年冻土的普遍退化。多年冻土的退化将影响生态系统、水文过程和寒区许多重要工程设施的稳定性,并对气候系统具有重要的正反馈作用。目前,虽然对北极和青藏高原的多年冻土开展了许多研究工作,但是仍有很多重要的科学问题尚未解决。多年冻土变化及其影响的研究对人类认识和应对气候变化,实现联合国可持续发展目标具有重要的科学意义。
【文章来源】：自然杂志. 2020,42(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
多年冻土典型的地表特征：
除了热融沉降之外，热喀斯特地貌具体表现形式还有热融湖塘、热融滑塌和热融侵蚀等（图3)[14]。热融湖塘是地表沉降后，坑洼地面汇水后逐渐发展形成的。热融湖塘在北极的某些区域可占区域总面积的20%，在青藏高原可占区域面积的5%。热融湖塘的形成本身是自然发展的过程，有些热融湖塘已经有近千年的历史，多年冻土退化可能会促进热融湖塘的形成[15]。在北极的一些高温多年冻土区，多年冻土退化也会导致一些热融湖塘干涸，这主要是因为多年冻土退化后，湖塘周边的地下水交换的阻隔消失，从而导致湖水流失。热融滑塌和热融侵蚀发生在具有一定坡度的条件下，地下冰融化后导致地表坍塌，从而表现为溯源滑塌或出现热融侵蚀冲沟，其中热融滑塌在有些地方会表现为大面积的山体滑坡。在过去的几十年中，受气候变暖的影响，北极和青藏高原地区的热融滑塌都表现出加速发生的趋势[16]。多年冻土退化的形式表现多样，观测最多的结果就是多年冻土地温升高和活动层增厚，且这两种情况都有明显的区域差异。地温升高主要特征是多年冻土温度越低，地温升高越快，而高温多年冻土温度升高幅度相对较低。实际上，对于某些温度接近于0℃的多年冻土来说，其温度变化非常缓慢，看起来总是处于接近退化的边缘，但温度不会升高到0℃以上。这表明多年冻土的退化具有一定的“弹性”，在多年冻土的模拟过程中需要加以考虑[17]。同样，活动层增厚也有很大的空间差异。例如，在青藏高原，现有的很多观测采样点是在受人类活动影响很大的公路、铁路附近。由于活动层观测是采样点的数据，这使得在进行空间变化分析时就很难进行区域上的扩展。目前在活动层厚度空间分布的模拟上，不同模型的结果差异也很大[18]，模型的精度还需要进一步提升。
(4）多年冻土年平均温度（mean annual ground temperature,MAGT）：活动层内和活动层下面一定深度内，温度都是随着季节变化而变化的，但是在某一深度时温度常年不变，通常认为这个点的温度为多年冻土的年平均温度[3]。多年冻土是寒冷气候的产物，分布于高纬度和高海拔地区，例如俄罗斯、加拿大、美国的阿拉斯加、蒙古国和我国东北等高纬度地区以及青藏高原、天山、阿尔泰山等高海拔地区有大面积的多年冻土分布。此外，在非洲的乞力马扎罗山也有少量的多年冻土分布[6]。由于多年冻土埋藏在地下，因此只能按照年均气温来对多年冻土进行划分。其中：连续多年冻土区是指区域内95%的地方都有多年冻土存在的区域，大致以年平均温度–8℃为界；不连续多年冻土区是指多年冻土占区域总面积的50%～90%，大致以年平均温度为–4℃为界；再往南就是连续性在50%以下的岛状多年冻土区[7]。可见，多年冻土区只是大致的范围，并非多年冻土的实际存在范围。以青藏高原为例，多年冻土区的面积一般认为是148万km2，但实际多年冻土面积仅约为106万km2，其中相差的42万km2是多年冻土区内部的融区[8]。目前最新的研究认为，北半球陆地多年冻土面积约为2 100万km2，这是指有多年冻土分布的实际面积[6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原多年冻土变化对水文过程的影响[J]. 赵林,胡国杰,邹德富,吴晓东,马露,孙哲,原黎明,周华云,刘世博. 中国科学院院刊. 2019(11)
[2]青藏高原多年冻土特征、变化及影响[J]. 程国栋,赵林,李韧,吴晓东,盛煜,胡国杰,邹德富,金会军,李新,吴青柏. 科学通报. 2019(27)
[3]多年冻土区线性工程的生态环境影响研究现状与展望[J]. 刘亚丽,王俊峰,吴青柏. 冰川冻土. 2018(04)
[4]Cryospheric Science: research framework and disciplinary system[J]. Dahe Qin,Yongjian Ding,Cunde Xiao,Shichang Kang,Jianwen Ren,Jianping Yang,Shiqiang Zhang. National Science Review. 2018(02)
[5]新世纪以来青藏高原绿度变化及动因[J]. 张镱锂,李兰晖,丁明军,郑度. 自然杂志. 2017(03)
[6]气候变暖会使青藏高原树线一直上升吗?[J]. 王亚锋,梁尔源,芦晓明,朱海峰,朴世龙,朱立平. 自然杂志. 2017(03)
[7]多年冻土地区线性工程建设[J]. 程国栋,何平. 冰川冻土. 2001(03)
本文编号：3010962
【文章来源】：自然杂志. 2020,42(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
多年冻土典型的地表特征：
除了热融沉降之外，热喀斯特地貌具体表现形式还有热融湖塘、热融滑塌和热融侵蚀等（图3)[14]。热融湖塘是地表沉降后，坑洼地面汇水后逐渐发展形成的。热融湖塘在北极的某些区域可占区域总面积的20%，在青藏高原可占区域面积的5%。热融湖塘的形成本身是自然发展的过程，有些热融湖塘已经有近千年的历史，多年冻土退化可能会促进热融湖塘的形成[15]。在北极的一些高温多年冻土区，多年冻土退化也会导致一些热融湖塘干涸，这主要是因为多年冻土退化后，湖塘周边的地下水交换的阻隔消失，从而导致湖水流失。热融滑塌和热融侵蚀发生在具有一定坡度的条件下，地下冰融化后导致地表坍塌，从而表现为溯源滑塌或出现热融侵蚀冲沟，其中热融滑塌在有些地方会表现为大面积的山体滑坡。在过去的几十年中，受气候变暖的影响，北极和青藏高原地区的热融滑塌都表现出加速发生的趋势[16]。多年冻土退化的形式表现多样，观测最多的结果就是多年冻土地温升高和活动层增厚，且这两种情况都有明显的区域差异。地温升高主要特征是多年冻土温度越低，地温升高越快，而高温多年冻土温度升高幅度相对较低。实际上，对于某些温度接近于0℃的多年冻土来说，其温度变化非常缓慢，看起来总是处于接近退化的边缘，但温度不会升高到0℃以上。这表明多年冻土的退化具有一定的“弹性”，在多年冻土的模拟过程中需要加以考虑[17]。同样，活动层增厚也有很大的空间差异。例如，在青藏高原，现有的很多观测采样点是在受人类活动影响很大的公路、铁路附近。由于活动层观测是采样点的数据，这使得在进行空间变化分析时就很难进行区域上的扩展。目前在活动层厚度空间分布的模拟上，不同模型的结果差异也很大[18]，模型的精度还需要进一步提升。
(4）多年冻土年平均温度（mean annual ground temperature,MAGT）：活动层内和活动层下面一定深度内，温度都是随着季节变化而变化的，但是在某一深度时温度常年不变，通常认为这个点的温度为多年冻土的年平均温度[3]。多年冻土是寒冷气候的产物，分布于高纬度和高海拔地区，例如俄罗斯、加拿大、美国的阿拉斯加、蒙古国和我国东北等高纬度地区以及青藏高原、天山、阿尔泰山等高海拔地区有大面积的多年冻土分布。此外，在非洲的乞力马扎罗山也有少量的多年冻土分布[6]。由于多年冻土埋藏在地下，因此只能按照年均气温来对多年冻土进行划分。其中：连续多年冻土区是指区域内95%的地方都有多年冻土存在的区域，大致以年平均温度–8℃为界；不连续多年冻土区是指多年冻土占区域总面积的50%～90%，大致以年平均温度为–4℃为界；再往南就是连续性在50%以下的岛状多年冻土区[7]。可见，多年冻土区只是大致的范围，并非多年冻土的实际存在范围。以青藏高原为例，多年冻土区的面积一般认为是148万km2，但实际多年冻土面积仅约为106万km2，其中相差的42万km2是多年冻土区内部的融区[8]。目前最新的研究认为，北半球陆地多年冻土面积约为2 100万km2，这是指有多年冻土分布的实际面积[6]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原多年冻土变化对水文过程的影响[J]. 赵林,胡国杰,邹德富,吴晓东,马露,孙哲,原黎明,周华云,刘世博. 中国科学院院刊. 2019(11)
[2]青藏高原多年冻土特征、变化及影响[J]. 程国栋,赵林,李韧,吴晓东,盛煜,胡国杰,邹德富,金会军,李新,吴青柏. 科学通报. 2019(27)
[3]多年冻土区线性工程的生态环境影响研究现状与展望[J]. 刘亚丽,王俊峰,吴青柏. 冰川冻土. 2018(04)
[4]Cryospheric Science: research framework and disciplinary system[J]. Dahe Qin,Yongjian Ding,Cunde Xiao,Shichang Kang,Jianwen Ren,Jianping Yang,Shiqiang Zhang. National Science Review. 2018(02)
[5]新世纪以来青藏高原绿度变化及动因[J]. 张镱锂,李兰晖,丁明军,郑度. 自然杂志. 2017(03)
[6]气候变暖会使青藏高原树线一直上升吗?[J]. 王亚锋,梁尔源,芦晓明,朱海峰,朴世龙,朱立平. 自然杂志. 2017(03)
[7]多年冻土地区线性工程建设[J]. 程国栋,何平. 冰川冻土. 2001(03)
本文编号：3010962
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3010962.html
