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高考地理:什么是冻土?什么是冻融?冻土地貌有哪些?
什么是冻土?
极地、亚极地地区和中低纬的高山、高原地区,在较强的大陆性气候条件下,气温极低,降水量很少,地表没有积雪,形成0℃或0℃以下并含有冰的冻结土层,称为冻土。
冻土随季节变化而发生周期性的融冻,如果冬季土层冻结,夏季全部融化,叫季节冻土。
季节冻土示意图
如多年处于冻结状态的土层,或至少连续3年处于冻结状态的土层,称为多年冻士。
多年冻土示意图
一冻土的分布
世界上冻土总面积约为300万平方千米,占地球全部大陆面积的25%(2012年数据)。
全球冻土分布图(红圈:青藏地区冻土)
北半球冻土分布面积较大,俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家。
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。
我国冻土分布图
二冻土的厚度
多年冻土区的冻土分上下两层。
上层每年夏季融化,冬季冻结,叫活动层。
下层常年处在冻结状态,叫永冻层。
冻土分层示意图
多年冻土的厚度从高纬到低纬逐渐减薄,以至完全消失。【例如,北极的多年冻土厚达1000m以上,年平均地温为-15℃,永冻层的顶面接近地面。向南,到连续冻土的南界,多年冻土厚度减到100m以下,年平均地温为-3~-5℃,永冻层的顶面埋藏加深。大致在北纬48°附近是多年冻土的南界,这里年平均地温接近0℃,冻土厚度仅为1~2m。】
多年冻土从高纬到低纬不仅厚度变薄,而且由连续的冻土带过渡到不连续的冻土带。多年冻土不连续带是由许多分散的冻土块体组成,这些分散的冻土块体称为岛状冻土。
中、低纬度的高山、高原地区,多年冻土的厚度主要受海拔控制。一般来说,海拔愈高,地温愈低,冻土层愈厚,永冻层顶面埋藏深度也较浅。【海拔每升高100~150m,年平均地温约降低1℃,永冻层顶面埋藏深度减小0.2-0.3m】
多年冻土的厚度虽然受纬度和高度的控制,但在同一纬度和同一高度处的冻土厚度还有差别,这和其他自然地理条件有关。
1
气候的影响
大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成,而温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。【在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界(北纬47°)比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界(北纬52°)要更南一些。另外,在纬度和高度相同的条件下,大陆性半干旱气候区的冻土厚度比海洋性气候区的要大。】
2
岩性的影响
砂土导热率较高,易透水,不利于冻土的形成。
黏土导热率较低,不易透水,有利于冻土的形成。
泥炭的导热率最低,最有利于冻土的发育。
3
坡向、坡度的影响
坡向和坡度直接影响地表接受太阳辐射的热量。
阳坡日照时间长,受热多于阴坡,因而在同一高度、不同坡向冻土的深度、分布高度和地温状况都不同,冻土的厚度也不同。【根据观测,昆仑山西大滩不同坡向的山坡,在同一高度和同一深度的阴坡地温比阳坡地温要低2~3℃,阴坡冻土的厚度也要大一些,冻土分布下界高度较阳坡低100m。坡向对冻土发育的影响还随坡度减小而减弱,如大兴安岭当坡度为20~30°时,南北坡同一高度处的地温相差2~3℃,随着坡度减小,不同坡向的同一高度地温差减小,冻土厚度的差别也要小一些】
4
植被、雪盖的影响
冬季,植被和雪盖阻碍土壤热量散失。夏季,植被和雪盖减少地面受热。因此,在有雪盖和植被的地区,地面年温差减小。【例如大兴安岭落叶松、桦树林区和青藏高原的高山草甸地区,能使地表年温差比附近裸露地面降低4~5℃,永冻层顶面深度变浅,永冻层厚度相对增大,活动层厚度相对减小】
三冻土的结构
多年冻土区的冻土可分为上下两层,上层是夏融冬冻或是昼融夜冻的活动层(又叫交替层)。下层是多年冻结不融的永冻层。
活动层的厚度随纬度和高度的增大而减小,它的冻融深度与每年冬夏季节的温度有关。
一般来说,活动层冬季冻结时可与下部的永冻层连接起来。【如果冬季气温较暖,活动层冻结时的深度达不到永冻层的顶部,这时在活动层与永冻层之间就出现一层未冻结的融区。如果来年夏季较凉,活动层的融化深度较小,结果便在活动层下部留下隔年冻结层。隔年冻结层较薄,只有10cm左右厚度,它可保存一年至数年。当某一年夏季较暖,活动层融化较深,隔年层即消失】
多年冻土层中活动层的变化
多年冻土层中常出现隔年冻结层和融区的多层结构特征。
多年冻土结构特征
当活动层于每年秋末自地表向下冻结时,由于底部的永冻层起阻挡作用,结果使其中间尚未冻结的融区(含水土层),在冻结层的挤压作用下,发生塑性变形,形成各种大小不一、形状各异的弯曲结构,这种现象称为冻融扰动构造(或称为冰卷泥)。
冰卷泥示意图
四冻土的热状态
多年冻土的热状态是由地热自然增温和气温的影响而变化的。
从地表往下地温逐渐增高,地热自然增温率平均约为3℃/100m。
气温对地面动层地温的影响在地表最大,随深度加大而减小。【气温年变化对冻土温度变化的影响只限于地面一下一定深度,到一定深度
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