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季节冻土,地表层冬季冻结、夏季全部融化的土(岩),包括季节冻结层和季节融化层(也称活动层)。
形成原因
季节冻结层冬天形成时,随冻结锋面自上而下移动,土中水分向冻结锋面迁移并发生聚冰作用,冰层及冰透镜体主要集中在最大冻结深度的2/3~1/2部位。冻结后的土体体积增大,由此产生的冻胀可使各类建筑物产生变形和破坏。季节融化层的冻结有两个方向,一是自地表往下,一是自多年冻土上限往上。由于水分向两个冻结面迁移,因此季节融化层冻结后的聚冰现象及水分的重新分布与季节冻结层不同,在季节融化层上部 1/3处及冻土上限附近冰层和冰透镜体较为集中。
分布
季节冻结层分布于非多年冻土区,在南界以南(北半球)或下界(垂直地带)以下的广大地区,以及地带。具有明显的纬度及垂直带性,一般说随纬度及海拔的增高,其厚度增大,由0.1~0.2米增厚到2.0~3.0米。在北半球10月中下旬至12月,季节冻结层由北而南接连出现,2月下旬至6月初由南往北逐渐消失 。
我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米,占国土面积的53.5%,其南界西从云南章凤,向东经昆明、贵阳,绕四川盆地北缘,到长沙、安庆、杭州一带。季节冻结深度在黑龙江省南部、内蒙古东北部、吉林省西北部可超过3米,往南随纬度降低而减少。
危害
夏天季节冻结层和季节融化层融化时,由于冰层及冰透镜体分布的不均匀,形成土层不均匀沉降是导致各类建筑物变形和破坏的重要原因。季节性冻土的冻胀性、融沉性等特性对工程影响重大。所以在季节性冻土地区的工程建筑或项目应特别注意考虑季节性冻土对工程的影响及防范措施。
2、多年冻土主要分布在亚欧大陆和北美洲的北部。中低纬度的高山和高原上也存在多年冻土。季节性冻土一般分布在温度不高或低纬度的地区。
冻土的存在主要受温度的影响。越往纬度高的地方温度就越低,因为南半球陆地面积少,所以多年冻土主要分布在亚欧大陆和北美洲的北部。同时越往高处温度就越低,在一些高山上那里的温度常年也低于零度,所以中低纬度的高山和高原上也存在多年冻土,如美洲的安第斯山脉,非洲的乞立马扎罗山以及我国的青藏高原。
阅读图文材料,完成下列要求。
季节冻土是指土壤因季节变化造成温度在0℃上下波动而出现冻结和融化的现象。研究发现,土壤最大冻结深度和冻结日数与当地积雪覆益厚度、历时相关性强,和植被覆盖度、腐殖质厚度呈负相关。下图示意我国新疆伊犁季节冻土地区5个主要站点土壤冻结最大深度。其中M、N站点的自然植被分布为温带荒漠草原和温带草原,N站土壤冻结日数最长。
(1)比较M站和N站土壤最大冻结深度的差异,并解释原因。
(3)推测气候变暖引起的当地季节冻土变化及对水循环可能产生的影响。
解析:本大题以我国新疆伊犁季节冻土地区5个主要站点土壤冻结最大深度为材料,涉及土壤最大冻结深度的差异、影响季节性冻土深度的因素及季节冻土变化及对水循环可能产生的影响等相关知识,考查学生解读图文信息,运用所学知识解答问题的能力。
(1)从图中可以看出,冻土深度最大的是M站,M、N两站比较,M站比N站最大冻结深度深。根据材料信息可知,土壤最大冻结深度和冻结日数与当地积雪覆盖厚度、历时相关性强,和植被覆盖度、腐殖质厚度呈负相关。图中N站自然植被为温带草原,植被覆盖率较高,腐殖质厚度较大,季节冻土最大冻结深度较浅;而图中M站为温带荒漠草原,植被覆盖率较低,腐殖质厚度较小,季节冻土最大冻结深度较深;此外由图可知,N站海拔较高,气温较低,积雪融化少,积雪厚度大,对土壤保温作用明显,导致土壤最大冻结深度较浅。
(2)根据以上分析可知,N站海拔较高,气温较低,气温低于0℃时间长,土壤冻结时间早,融化时间晚,冻结期长;其次是N站是温带草原,降雪量较大,积雪厚度大,积雪时间长,反射太阳辐射,地表接受的太阳辐射少;且积雪导热作用差,土壤得到的热量少,导致土壤冻结时间长。
(3)季节冻土的变化:气候变暖,导致进入气温低于0℃时间推迟,从而造成土壤冻结时间推迟,而高于0℃时间提前,较早融化,冻结时间缩短;气候变暖会导致积雪融化提前,融雪速度加快,积雪时间变短,土壤的最大冻结深度减小,导致冻土退化,冻土变浅,甚至消失。对水循环的影响:气候变暖会导致土壤冻结期缩短,冻土退化,土壤含水量增加,冻土能有效抑制水分蒸发,冻土融化后,土壤水分蒸发量加大;冻土还能减少水分下渗,冻土融化后,地下减少了冻土层的阻挡,地表水下渗量加大,地表径流减少,地下径流增多。
答案:
(1)差异:M站比N站土壤最大冻结深度深(或N站比M站土壤最大冻结深度浅)。原因:N站自然植被为温带草原,植被覆盖率较高,腐殖质厚度较大,季节冻土最大厚度较浅;N站海拔高,气温低,积雪厚,对土壤保温作用明显,导致土壤最大冻结深度较浅。