[科普中国]-高纬度永冻土

高纬度永冻土是指永久冻土在平面上的分布服从纬度分带的规律，并集中分布于高纬度地区的永冻土。是一种地理位置上位于高纬度地区的特殊永冻土。中国的高纬度永久冻土集中分布在东北大小兴安岭，面积约39.8万平方公里。

释义永冻土是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，称永冻层或多年冻层。

高纬度永冻土是指永久冻土在平面上的分布服从纬度分带的规律，并集中分布于高纬度地区的永冻土。是一种地理位置上位于高纬度地区的特殊永冻土。中国的高纬度永久冻土集中分布在东北大小兴安岭，面积约39.8万平方公里。1

形成条件高纬度永久冻土的形成，需要同时具备以下两个必要条件：

1、气温要很低，如果年平均气温高于零度，虽然可以形成季节性冻土，却无法形成永久冻土。

2、持续时间较长，研究发现，北极地区的冻土层一般都有几百米厚，而大气的低温要传导到地表以下几百米的深度，要用几百、几千年甚至更长的时间才能完成。

形成要素1、冰雪：永冻层并非一定有冰，也可能只有冻土。不过一般在永冻层之上总是会有积雪或者冰块。这些雪对于地表会有保温作用。同时，这些积雪又会帮助地表降温。在化雪的季节，由于溶化，气化的发生，产生大量潜伏热，会带走热量，从而降温。

2、土壤中的水：水的导热性比冰要差很多。土壤中的水可以看做是夏天阻挡外界热量进入永冻层，冬天允许永冻层的热量传出地表。所以可以有效的保证永冻层温度低于0摄氏度。

3、地表植被：植被可以起到很好的降温作用。

4、泥炭：泥炭是产生永冻层最重要的因素。尤其是干泥炭，就像是绝热的器具可以有效保证永冻层低温。此外，泥炭中的水分由于吸收了大量潜伏热，从而使得地表温度降低，也起到了保证永冻层低温的作用。

大兴安岭永冻土分布特征东北大兴安岭多年冻土区位于欧亚大陆多年冻土区的南部边缘地带，面积约39．8万km2，介于北纬46。30’和53。30’之间。依据地形、地貌、多年冻土的平面分布和特点对东北大兴安岭地区多年冻土进行分区如下表：2

地质特征1、永冻土特征受纬度控制，即具明显的纬度地带性

东北永冻土的特征受纬度地带性控制，自北而南，随着纬度的降低，年平均气温升高，永冻土的年平均地温升高，永冻土厚度减薄，分布面积逐渐减小。永冻土的连续性由大片连续分布逐渐向断续分布、岛状分布、零星分布变化，永冻土中的融区逐渐扩大。

2、永冻土在平面上的连续性较差

管道沿线多年冻土在平面上的连续性较差，管道沿线，永冻土与融区相间出现，冻融过渡问题比较突出。

3、永冻土的热稳定性差

该地区永冻土年平均地温较高，一般高于-1.0℃，地基永冻土极易在施工或工程热扰动下产生衰退和融化，从而产生大量下沉，对建筑物的稳定产生较大的影响。

4、活动层的冻结和融化对建筑物基础稳定性影晌较大

沿线活动层土体大多为有机质含量较高的粘性土夹碎石，这种土往往有较高的含水率和较强的冻胀性，主要表现在建筑物基础的不均匀变形方面，给建筑物的稳定性带来较大影响。

5、永冻土年平均地温由南向北逐渐降低

永冻土年平均地温是地温年变化深度处的地温。反映了在一定地质、地理条件下冻土层的热状况。管线沿线永冻土为高纬度冻土，由南至北从0℃~1.0℃增至-1.0~-2.0℃，最低-4.2℃。

6、不良冻土现象发育

该地区地表水及地下水比较丰富，永冻土地段冰椎、冻胀丘、冻土沼泽等不良冻土现象比较发育。据此推测，该输油管道工程修建后，次生不良冻土病害问题也会比较突出。2

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学