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气候变化与高原冻土退化

发布时间:2019-12-21 16:07来源: 未知
多年冻土不仅是古气候、古环境变化的重要信息载体,也是气候及环境变化的灵敏指示器,气候变化将引起冻土地区环境和冻土工程特性的显著变化,这一点正在被冰冻圈监测和近年来青藏公路沿线冻土变化的诸多研究结果所证实。气候变化后,冻土过程和寒区环境都发生了深刻的变化,如多年冻土退化、沙漠化形成、工程环境的破坏、对已有的寒区工程建筑物的影响以及对拟建的建筑物的影响等。另一方面,多年冻土具有特殊的生态环境地质功能。青海高原冻土属我国青藏高原冻土大区,是青藏高原上冻土最为发育的地区之一。
 
  现今青藏高原具有的低温条件,为高原晚新世纪以来及现存多年冻土的形成与保存提供了必要的气候环境。青藏高原的抬升对高原多年冻土发生、发展及保存起了决定性作用。同时,随着频繁的构造运动,沿构造线有多期岩浆侵入、火山喷发及水热气活动,使高原成为我国最强烈的地热异常区,具有较高的地热背景值,从而决定了后期青藏高原多年冻土形成具有地温高、厚度薄、构造—地热融区发育等特点,与我国东北及俄罗斯、北美高纬度多年冻土相比,其稳定性不如后者,对气候变化的响应更为敏感。
 
  青海高原冻土退化的事实
 
  近几十年来,青海高原冻土表现为地温显著升高、冻结持续日数缩短、最大冻土深度减小和多年冻土面积萎缩、季节冻土面积增大以及冻土下界上升等总体退化的趋势。其中极稳定带、稳定带和亚稳定带冻土随气温升高,其空间分布面积逐渐减小,极稳定带向稳定带转化,稳定带向亚稳定带转化,亚稳定带向不稳定带转化,且总体上多年冻土向季节冻土退化,季节性冻土分布的相对面积由上世纪60年代的38.1%增加到上世纪90年代的41.6%。
 
  变化最明显的区域出现在三江源地区西南部的可可西里无人区。上世纪60—80年代面积较小的极稳定型冻土带,到上世纪70—90年代全部退化为稳定型冻土带,极稳定型冻土带明显减少;青藏铁路沿线的五道梁地区上世纪60—80年代表现为亚稳定型冻土带,到上世纪70—90年代转化为过渡型冻土带,而在巴颜喀拉山两侧实测多年冻土下界退化幅度南、北坡普遍退化50米以上。
 
  青海高原冻土退化的成因
 
  人类活动、地形因子和气候因子对冻土的分布和演变具有显著影响。在气候系统五大圈层中,大气圈是最为活跃、最为敏感的圈层,因此,在影响冻土的自然条件当中气候因子及其变化起着至关重要的作用。同时,与青海高原多年冻土退化关联较大的气候因子的排序依次为年平均气温、年总云量、年低云量、年日照时数、年降水量和年积雪日数,由于青海高原气候暖干化趋势明显,致使地表温度上升,加大了土壤蒸发,土壤水分减少,促使冻土融结加快,加之积雪明显减少,冬春季积雪的保温作用削弱,且由于总云量明显减少,进一步加强了太阳辐射,从而气候变化综合作用的结果导致了高原冻土的退化,因此,气候变暖是造成冻土退化的主导因素。
 
  人为活动的不断加剧则对冻土退化的发展发挥了辅助作用,特别是人类作用于地表的耕作活动对冻土退化有着显著影响,故而人类活动对冻土退化的“贡献”率是不容忽视的。
 
  另外,西宁城市化发展带来的“热岛效应”的加剧以及青海湖水位下降引起的“水体效应”的削弱等局地气候效应的变化在某种程度上强化了冻土对气候变化的响应。值得一提的是,冻土对气温变化的响应在旬、月尺度上具有显著的滞后性,而且地温的变化滞后于气温的变化,并随着深度的加深,地温对气温变化的响应逐渐滞后,而在年际尺度上这种滞后性表现的不甚明显。
 
  青海高原冻土退化的影响
 
  众所周知,气候系统是由大气圈、水圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈共同组成的一个综合系统,各子系统之间极其密切而复杂的相互联系和相互作用控制着气候变化,同时大气圈又是各子系统中最为活跃的组成部分。
 
  气候变暖导致冻土的退化,同时冻土退化使其具有的控制植被成为适应寒旱环境的年轻植物区系、大厚度区域性隔水层且其活动层对水资源的调节作用等特殊的生态环境功能减弱,冻胀、融沉地质作用影响工程建筑稳定性的地质功能增强,从而对生态与环境的破坏起到了推波助澜的作用,而生态环境的恶化反过来则可能进一步促使气候的干旱化和冻土的退化。因此,气候变暖、冻土退化、土地荒漠化、水资源减少这四者之间是相互联系,相互作用的,若不加以科学的防治,则有可能陷入上述四者的恶性循环当中,其可能出现的后果理应引起全社会的高度重视