第1章 绪论

1.1 冻土分布

1.世界冻土分布

地球上多年冻土总面积约为3500万km2,主要分布在北半球。包括欧亚大陆的西伯利亚和北美大陆的阿拉斯加及加拿大广阔地区的多年冻土,约占全球多年冻土总面积的63%。冻土在地球上的分布具有明显的纬度地带性和高度地带性。在水平方向和垂直方向上,多年冻土带可分为连续多年冻土带、不连续多年冻土带和岛状多年冻土带。在纬度地带性上,自高纬度向中纬度,多年冻土埋深逐渐增加,厚度不断减小,年平均地温相应升高,由连续多年冻土带过渡到不连续多年冻土带、季节冻土带。

围绕极地的高纬度多年冻土,分布具有明显的纬度地带性,在北半球自北而南多年冻土分布的连续性减小。北部为连续多年冻土带,通常以-5℃年平均气温等值线作为分布的南界。往南形成连续或广布多年冻土带,其南界大致与-4℃年平均气温等值线相符。再往南为高纬度多年冻土区的南部边缘地区,形成岛状或散布多年冻土带,其南部界限即为多年冻土南界,多年冻土以南界以南、一定海拔高度上出现的多年冻土称为高海拔多年冻土,其分布有明显的垂直地带性,厚度一般自多年冻土出现的最低界限(多年冻土下界)往上,随高度的递增而增加,多年冻土南界以南还分布有残余多年冻土。残余多年冻土有时出现在多年冻土区的南缘的地下深处,与现代多年冻土一起构成双层多年冻土。

2.我国冻土分布

我国是第三冻土大国,冻土区(包括多年冻土和季节冻土)约占国土面积的70%,主要分布在东北北部地区及西部高山区。其中多年冻土分布区,占国土面积的21.5%,主要分布在大小兴安岭的北部,青藏高原及西南西北之巅和冰川外缘。

东北冻土区为欧亚大陆冻土区的南部地带,冻土分布具有明显的纬度地带性规律,自北而南,分布的面积减少。该地区有宽阔的岛状冻土区(南北宽200~400km),其热状态很不稳定,对外界环境因素改变极为敏感。东北冻土区的自然地理南界变化在北纬46°36′~49°24′,是以年均温0℃等值线为轴线摆动于0℃和±1℃等值线之间的一条线。

西部高山高原和东部一些山地,一定的海拔高度以上(即多年冻土分布下界)才有多年冻土出现。冻土分布具有垂直分带规律,如祁连山热水地区海拔3480m出现岛状冻土带,3780m以上出现连续冻土带;前者在青藏公路上的昆仑山上分布于海拔4200m左右,后者则分布于4350m左右。青藏高原冻土区是世界中、低纬度地带海拔最高(平均4000m以上)、面积最大(超过100万km2)的冻土区,其分布范围北起昆仑山,南至喜马拉雅山,西抵国界,东缘至横断山脉西部、巴颜喀拉山和阿尼马卿山东南部。青藏高原多年冻土基本呈连续或大片分布,温度低、地下冰厚度大。在青藏高原地势西北高、东南低,年均温和降水分布西、北低,东、南高的总格局影响下,冻土分布面积由北和西北向南和东南方向减少。高原冻土最发育的地区在昆仑山至唐古拉山南区间,本区除大河湖融区和构造地热融区外,多年冻土基本呈连续分布。往南到喜马拉雅山为岛状冻土区,仅藏南谷地出现季节冻土区。中国高海拔多年冻土分布也表现出一定的纬向和经向的变化规律。冻土分布下界值随纬度降低而升高。二者呈直线相关。冻土分布下界值中国境内南北最大相差达3000m,除阿尔泰山和天山西部积雪很厚的地区外,下界处年均温由北而南逐渐降低(由-3~-2℃以下)。西部冻土下界比雪线低1000~1100m,其差值随纬度降低而减小。东部山地冻土下界比同纬度的西部高山一般低1150~1300m。