凍土知識(shí)點(diǎn)總結(jié),青藏鐵路是怎樣解決凍土問題的

高中地理凍土知識(shí)點(diǎn)總結(jié)青藏鐵路是怎樣解決凍土問題的凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時(shí)凍土（數(shù)小時(shí)/數(shù)日以至半月）/季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（又稱永久凍土，指的是持續(xù)二年或二年以上的凍結(jié)不融的土層）。凍土具有流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn)：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化。形成條件氣候凍土分布區(qū)的環(huán)境條件存在差異。冰沼土分布區(qū)屬苔原氣候，大部分地面被雪原和冰川所覆蓋，年平均溫在0℃以下，一般都在-10℃至-17℃，冬季氣溫可低至-40℃，甚至-55℃，夏季溫度也很低，7月份平均溫度不超過10℃，全年結(jié)冰日長(zhǎng)達(dá)240天以上。高山凍漠土年均溫也很低，一般為-4℃至-12℃。凍土區(qū)降水很少，歐洲部分為200—300毫米，亞洲和北美洲北部在100毫米以下，西藏凍漠土區(qū)因地勢(shì)高、遠(yuǎn)離海洋，降水更稀少，一般為60?80毫米，其北部更少，為20?50毫米，其中90%集中于5—9月。降水雖然少，但氣溫低，蒸發(fā)量小，長(zhǎng)期冰凍，土壤濕度很大，經(jīng)常處于水分飽和狀態(tài)，夏季土壤一母質(zhì)融化，砂土可達(dá)1?1.5米，壤土70?100厘米，泥炭土35?40厘米，以下即為永凍層，高山凍漠土在寬谷、湖盆永凍層深度80厘米，山坡上可達(dá)150厘米。植被由于凍土區(qū)氣候嚴(yán)寒，植被是以苔蘚、地衣為主組成的苔原植被，草本植物和灌木很少，常見的植物有：石楠屬、北極蘭漿果、金鳳花等開花植物，南緣有云杉、落葉松、樺、白楊、柳、山梣等，生長(zhǎng)緩慢，矮小且畸形，各種植物的年生長(zhǎng)量均不大，苔原地帶每年有機(jī)質(zhì)的增長(zhǎng)量為400公斤/公頃，是世界各自然地帶中最少的。高山凍漠土區(qū)植被為多年生和中旱生的草本植物、墊狀植物和地衣，常見的有鳳毛菊屬、葶藶屬、桂竹香屬、虎耳草屬、點(diǎn)地梅屬、銀蓮花屬、金蓮花屬、紅景天屬等，一簇簇地生長(zhǎng)在石隙之間，或在冰雪融水灌潤(rùn)的地方局部呈小片分布。五顏六色的粗糙碟衣、地圖黃綠衣、巖表黃綠衣等則著生于石塊上面。地形、母質(zhì)凍土發(fā)育的地區(qū)，因剛脫離冰川覆蓋不久，冰川地形保持得相當(dāng)完整。凍漠土分布區(qū)的地形主要是陡峭的山坡，角鋒、刃脊、第四紀(jì)和近代冰川所形成的冰斗和冰磧垅堤，寬谷，湖盆的湖積平原等。成土母質(zhì)的差異較大，加拿大、西伯利亞地盾區(qū)是前寒武系基巖。其他地區(qū)有古生代各種灰?guī)r、石英砂巖、板巖、中生代的灰?guī)r、紅色鈣質(zhì)砂泥巖及近代泥礫和沖積物，殘積物，冰磧物，冰水沉積物等。什么是多年凍土？所謂多年凍土（permafrost），是指持續(xù)多年凍結(jié)的土石層。一個(gè)典型的多年凍土見圖1:地表有一些覆蓋物（土壤或一些植被），這一層一般會(huì)季節(jié)性的消融和冰凍，溫度變化較為劇烈，所以叫活動(dòng)層（圖1,2）。在其之下是多年冰封的巖石或土壤（圖1白灰色部分），即多年凍土，他們的溫度較為穩(wěn)定，維持在0攝氏度以下。所以一般人站在地上是看不到多年凍土層的。有多年凍土的區(qū)域大概占北半球陸地的24%，其不止是在極地區(qū)域，也分布在高山等海拔較高的區(qū)域（比如我國(guó)青藏高原地區(qū)）。圖1.（左側(cè)）一個(gè)典型的極地區(qū)域的多年凍土層（自挪威），圖自JeffVanuga/Getty。（右側(cè)）冬季和夏季時(shí)凍土層和活動(dòng)層的垂向溫度。凍土是指在0℃以下并含有冰的各種巖土和土壤。溫度在0℃以下不含冰的巖土和土壤稱作寒土或冷土。按土的凍結(jié)狀態(tài)保持時(shí)刻的長(zhǎng)短，凍上一般可分為短時(shí)凍土、季節(jié)凍土及多年凍土三種類型。我國(guó)的自然地理環(huán)境決定多年凍土形成與存在。多年凍土分為高緯度多年凍上和高海拔多年凍土兩種。多年凍土的形成是由緯度和海拔高度所決定的。凍土層的厚度從高緯到低緯逐漸減薄，以至完全消失。例如，北極的多年凍土厚達(dá)百米到千米（圖2）。永凍層的頂面接近地面。逐漸向南，多年凍土厚度減到100m以下，永凍層的頂面埋藏變深。大致北緯48°附近是多年凍土的南界，凍土厚度僅1?2m。超過這一界限，就從連續(xù)凍土帶過渡到不連續(xù)凍土帶（圖2）。后者由許多分散的凍土塊體組成，這種分散的凍土塊體稱為島狀凍土塊（圖2）。圖2.多年凍土層從高緯度（左）向低緯度（右）的變化示意圖。全球變化下的多年凍土多年凍土近年來受到非常多的關(guān)注和警惕，首先是因?yàn)榈乇頊囟仍诒睒O和北半球高緯度陸地地區(qū)上升非常劇烈，這個(gè)現(xiàn)象一般被稱作“北極放大”現(xiàn)象。從全球地表溫度長(zhǎng)期趨勢(shì)圖中（圖3）可以非常明顯的看到，全球氣溫上升最快的區(qū)域在北極地區(qū)和北半球陸地。平均而言北極氣溫變化趨勢(shì)是全球平均趨勢(shì)的2倍！為什么會(huì)發(fā)生“北極放大”現(xiàn)象依然是一個(gè)前沿的研究話題。但陸地變暖速率比海洋上變暖劇烈很好理解：陸地比熱容比海洋小，在同樣的太陽能量照射下，陸地升溫更為劇烈。圖3.1970-2018年全球地表溫度上升幅度。全球地表溫度上升最快的區(qū)域正是多年凍土主要分布的區(qū)域！受全球變暖驅(qū)動(dòng)，凍土層也在不斷變暖！圖4為過去十年北極地區(qū)連續(xù)性凍土層、高山凍土層的溫度變化?？梢钥吹絻H僅10年時(shí)間，北極凍土層溫度上升了約0.4攝氏度；高山凍土層溫度上升了約0.2攝氏度。相比而言，全球平均地表溫度過去10年只上升了約0.15攝氏度。圖4.過去十年北極地區(qū)連續(xù)性凍土層（上）以及高山凍土層（下）的溫度變化。圖自Biskabornetal.2019。多年凍土：另一個(gè)潘多拉魔盒？多年凍土以及冰蓋冰川等相當(dāng)于地球的“冰箱”：就像家里的冰箱溫度低所以食物等有機(jī)物質(zhì)的儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)，所以大量生物包括動(dòng)物遺體、植物、微生物等被“冰封”到多年凍土里面。兩極冰蓋封存的東西反而少，因?yàn)楹苌儆猩锟梢栽跇O地生存，南北極地區(qū)域大部分區(qū)域都是無人、無生物區(qū)?？梢韵胂螅绻麅鐾寥诨?，其中封存的東西將被釋放出來！那么，這將打開一個(gè)“百寶箱”，還是一個(gè)“潘多拉的魔盒”呢？？很不幸，大概率是后者：1、釋放溫室氣體，加劇全球變暖。很多多年凍土中富含有機(jī)物（長(zhǎng)久以來上層動(dòng)植物死亡后被埋在地底），冰凍可以減緩永凍層內(nèi)的有機(jī)物分解（參照冰箱里的蔬菜和肉壞的慢）。2、破壞土地穩(wěn)定性，破壞上層建筑和設(shè)施。在接近極地和中低緯度高山區(qū)域，很多設(shè)施比如公路、房屋等都建設(shè)在多年凍土之上。據(jù)估計(jì)，全球大約350萬人生活在多年凍土或鄰近區(qū)域。一旦多年凍土開始部分消融，上層土地開始變得非常不穩(wěn)定，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害必然會(huì)加快，破壞建造在其上的設(shè)施。圖5.多年凍土融化破壞其上的道路（加拿大）（圖自Yellowknife.RyersonClark/iStock）。3、釋放出封存在其內(nèi)的各種污染物、微生物。一最近發(fā)表在GRL的一個(gè)研究表明：北半球的多年凍土儲(chǔ)存了超過150萬加侖的汞：這個(gè)量是大氣、海洋、其余土壤中全部汞含量的兩倍（Schusteretal.2018）！多年凍土的消融將導(dǎo)致這些汞的釋放，威脅全球生物和人類，而過去幾十年已經(jīng)觀測(cè)到了全球多年凍土在釋放汞。（成里京）青藏鐵路是世界海拔最高、線路最長(zhǎng)的的高原鐵路，從青海省會(huì)西寧到西藏首府拉薩，海拔4000米以上的路段達(dá)960公里，最高點(diǎn)海拔5072米，穿越戈壁荒漠、沼澤濕地和雪山草原，全線總里程1142公里。青藏鐵路大部分線路處于高海拔地區(qū)和“生命禁區(qū)”，修建青藏鐵路面臨著三大難題，千里多年凍土的地質(zhì)構(gòu)造、高寒缺氧的環(huán)境和脆弱的生態(tài)，其中最難解決的是凍土問題。凍土是一種低于零度含有冰的巖石和土壤層，對(duì)于季節(jié)溫度變化非常敏感，受熱會(huì)融化下沉，遇冷則會(huì)凍結(jié)膨脹，這會(huì)造成地基的不穩(wěn)定。從上世紀(jì)50年代初期，我國(guó)專家就開始研究高原凍土問題，經(jīng)過幾代人的努力，終于解決了這個(gè)世界性的難題。解決凍土問題主要采用了三種方法。第一種是采用片石通風(fēng)路基，在路基的底部鋪設(shè)一米五左右的塊石層，冬天冷風(fēng)從石塊間帶走熱量，夏天石塊為路基遮擋太陽輻射，同時(shí)利用高原原有的低溫和強(qiáng)風(fēng)降低凍土溫度。第二種方法是采用熱棒，青藏鐵路沿線，路基兩旁有兩排碗口粗細(xì)，高約兩米的鐵棒，整個(gè)棒體是中控的，內(nèi)部灌有液氨，當(dāng)土壤溫度較高時(shí)，液態(tài)氨受熱氣化上升到頂部遇冷液化釋放出熱量，然后又流回到底部，如此循環(huán)往復(fù)，降低凍土溫度。第三種方法是以橋代路，面對(duì)地質(zhì)情況更加惡劣的凍土、河流、沼澤等，選擇以橋代路的方式，將橋梁樁基深入地下的永凍層，以保持線路穩(wěn)定。青藏鐵路到現(xiàn)在已經(jīng)安全運(yùn)行了10年，其背后凝聚著幾代人的心血和奉獻(xiàn)。今天，在高原鐵軌的沿線，仍然有無數(shù)的鐵路人在默默地為這條神奇的天路保駕護(hù)航。【真題鏈接】1.（24分）閱讀圖文材料，完成下列要求。多年凍土分為上下兩層，上層為夏季融化，冬季凍結(jié)的活動(dòng)層，下層為多年凍結(jié)層。我國(guó)的多年凍土分布主要分布于東北高緯度地區(qū)和青藏高原高海拔地區(qū)。譚老師地理工作室綜合整理東北高緯地區(qū)多年凍土南界的年平均氣溫在-1℃?1℃,青藏高原多年凍土下界的年平均氣溫約為-3.5℃?-2℃。由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的青藏鐵路格（爾木）拉（薩）段成功穿越了約550千米的連續(xù)多年凍土區(qū)，是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區(qū)的最長(zhǎng)鐵路。多年凍土的活動(dòng)層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會(huì)危及鐵路路基。青藏鐵路建設(shè)者創(chuàng)造性地提出了“主動(dòng)降溫、冷卻路基、保護(hù)凍土”的新思路，采用了熱棒新技術(shù)等措施。圖a示意青藏鐵路格拉段及沿線年平均氣溫的分布，其中西大灘至安多為連續(xù)多年凍土分布區(qū)。圖b為青藏鐵路路基兩側(cè)的熱棒照片及其散熱工作原理示意圖。熱棒地上部分為冷凝段，地下部分為蒸發(fā)段，當(dāng)冷凝段溫度低于蒸發(fā)段溫度時(shí)，蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升，在冷凝段冷卻成液態(tài)，回到蒸發(fā)段，循環(huán)反復(fù)（1）分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。（8分）（2）圖a所示甲地比五道梁路基更不穩(wěn)定，請(qǐng)說明原因。（8分）（3）根據(jù)熱棒的工作原理，判斷熱棒散熱的工作季節(jié)（冬季或夏季）簡(jiǎn)述判斷依據(jù)，分析熱棒傾斜設(shè)置（圖b）的原因。（8分）【答案】（1）青藏高原緯度低，海拔高，太陽輻射強(qiáng)；（3分）（東北高緯地區(qū)年平均氣溫低于-1℃?1℃,可以形成多年凍土。）青藏高原氣溫年較差小，當(dāng)年平均氣溫同為-1℃?1℃時(shí)，冬季氣溫高，凍結(jié)厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年凍土。（5分）（2）甲地年平均氣溫更接近0℃,受氣溫變化的影響，活動(dòng)層更頻繁地凍融，（凍結(jié)時(shí)體積膨脹，融化時(shí)體積收縮，）危害路基；（4分）甲地年平均氣溫高于五道梁，夏季活動(dòng)層厚度較大，冬季有時(shí)不能完全凍結(jié)，影響路基穩(wěn)定性。（4分）（3）冬季。（2分）依據(jù)：冬季氣溫低于地溫，熱棒蒸發(fā)段吸收凍土熱量，（將液態(tài)物質(zhì)汽化上升，與較冷的地上部分管壁接觸，凝結(jié)，釋放出潛熱，）將凍土層中的熱量傳送至地上（大氣）。（3分）熱棒傾斜設(shè)置的原因：使熱棒能深入鐵軌正下方，保護(hù)鐵軌下的路基（多年凍土）。（3分）【解析】試題分析：（1）海拔高是導(dǎo)致青藏高原地區(qū)氣溫低的主要原因。和東北地區(qū)相比，青藏高原地區(qū)緯度較低，冬季獲太陽輻射量多，冬季氣溫高，凍結(jié)厚度薄。夏季地表溫度高，凍土層融化。青藏高原緯度低、海拔高，太陽輻射強(qiáng)；（東北高緯度地區(qū)年平均氣溫低于-1℃—1℃,可形成多年凍土。）青藏高原氣溫年較差小，當(dāng)年平均氣溫同為-1℃—1℃時(shí)，冬季氣溫高，凍結(jié)厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年凍土。（2）觀察圖中甲地與五道梁地區(qū)的溫度和緯度差異。甲地年均溫高于五道梁地區(qū)，甲地凍土層厚度變化大，永久凍土厚度較小，地基土頻繁的凍融不穩(wěn)。甲地年平均氣溫更接近0℃，受氣溫變化的影響，活動(dòng)層更容易頻繁的凍融（凍結(jié)時(shí)體積膨脹，融化時(shí)體積收縮），危害路基；甲地年平均氣溫高于五道梁，夏季活動(dòng)層厚度較大，冬季有時(shí)不能完全凍結(jié)，影響中期穩(wěn)定性。（3）工作季節(jié)為冬季。冬季高原面上氣溫低，冷凝段溫度低于路基溫度，蒸發(fā)段將液態(tài)物質(zhì)汽化上升，氣態(tài)物質(zhì)在此段冷凝轉(zhuǎn)化成液態(tài)流回蒸發(fā)段。冬季氣溫低于低溫，熱棒蒸發(fā)段吸收凍土熱量（將液態(tài)物質(zhì)汽化上升，與較冷的地上部分管壁接觸，凝結(jié)釋放出潛熱），將凍土層中的熱量傳送至地上（大氣）。傾斜設(shè)置可增加熱棒與地層的接觸面積，使熱棒能深入鐵軌正下方，對(duì)地層溫度的調(diào)節(jié)作用更強(qiáng)。使熱棒能深入鐵軌正下方，保護(hù)鐵軌下的路基（多年凍土）【難點(diǎn)中心】該題以“青藏鐵路建設(shè)中多年凍土障礙的克服”為背景材料，層層設(shè)問，包括青藏高原的獨(dú)特氣候成因、青藏地區(qū)的地質(zhì)條件和熱棒工作原理引導(dǎo)學(xué)生探究地理問題，并解決地理問題。該題難度大，是本套試題中難度最大的題，要求學(xué)生具備綜合分析能力，論證和探討地理問題的能力?！究键c(diǎn)難點(diǎn)突破】【知識(shí)鏈節(jié)】?jī)鐾潦侵噶銛z氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時(shí)凍土（數(shù)小時(shí)/數(shù)日以至半月）/季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（又稱永久凍土，指的是持續(xù)二年或二年以上的凍結(jié)不融的土層）。地球上多年凍土/季節(jié)凍土和短時(shí)凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。凍土是一種對(duì)溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長(zhǎng)期強(qiáng)度遠(yuǎn)低于瞬時(shí)強(qiáng)度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險(xiǎn)：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化?！炯寄芊椒ā扛呖家髮W(xué)生青藏鐵路路基兩側(cè)的熱棒照片及其散熱工作原理（熱棒地上部分為冷凝段，地下部分為蒸發(fā)段，當(dāng)冷凝段溫度低于蒸發(fā)段溫度時(shí)，蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升，在冷凝段冷卻成液態(tài)，回到蒸發(fā)段，循環(huán)反復(fù)。），對(duì)物理知識(shí)要求較高，需要學(xué)生靈活運(yùn)用蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升和在冷凝段冷卻成液態(tài)過程中的熱量傳遞方向。熱棒的工作原理：在可可西里地區(qū)，在鐵路和公路兩旁可以看到很多豎立的“鐵棒”，有關(guān)技術(shù)人員說，這其實(shí)是一種高效熱導(dǎo)裝置，叫做“熱棒”。熱棒是青藏鐵路在運(yùn)營(yíng)過程中處理凍土危害、保護(hù)凍土的有效措施。據(jù)了解，熱棒是一種由碳素?zé)o縫鋼管制成的高效熱導(dǎo)裝置，5米埋入地下，地面露出2米。具有獨(dú)特的單向傳熱性能：熱量只能從地面下端向地面上端傳輸，反向不能傳熱。在冬季，熱管內(nèi)工作介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，帶走管內(nèi)熱量；在暖季，熱棒則停止工作。獨(dú)特的冷卻地溫的作用使熱棒堪稱“魔棒”。熱棒的結(jié)構(gòu)大致為一個(gè)密閉空心長(zhǎng)棒，內(nèi)裝有一些液氨，液氨沸點(diǎn)較低，在冬季土中熱量使該液體蒸發(fā)，到頂部，通過散熱片將熱量傳導(dǎo)給空氣，冷卻后又液化回到下部，保持凍土冷凍狀態(tài)不松軟。在夏季，液體全部變成氣體，氣體對(duì)流很小，熱量向底部傳導(dǎo)很慢。快速獲取和運(yùn)用材料信息，是解答這類試題的關(guān)鍵。材料信息獲取包括文字材料信息、分布示意圖和等值線的判讀和景觀示意圖的判讀三個(gè)方面。.分布示意圖判讀技巧：結(jié)合圖例，明確圖例子在圖中分布特點(diǎn)，圖例與設(shè)問對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖例之間的關(guān)系。.景觀圖判讀技巧：關(guān)注圖名，明確研究區(qū)域與研究對(duì)象，關(guān)注圖中各組成要素之間的關(guān)系，結(jié)合設(shè)問聯(lián)系歸納相關(guān)信息。.材料信息提取技巧：提取有針對(duì)性，先分析問題，帶著問題找信息，關(guān)注對(duì)象要明確，注意特征詞、方位詞、數(shù)量詞、修飾限定詞等，做好設(shè)問與有用材料信息對(duì)應(yīng)。【拓展訓(xùn)練】人類工程建設(shè)一般要充分考慮當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境特征。在青藏鐵路路基建設(shè)中，采用了自動(dòng)溫控通風(fēng)管技術(shù)。通風(fēng)管路基主要由路基主體、道渣和通風(fēng)管構(gòu)成。其工作原理是：冷空氣密度較大，在自重和風(fēng)的作用下將管中的熱空氣帶出，并不斷將周圍土體中的熱量帶走，同時(shí)也可以自動(dòng)關(guān)閉入口阻隔熱空氣進(jìn)入。通風(fēng)管兩端擋板在氣溫高于0℃時(shí)關(guān)閉，低于0℃時(shí)打開。該地一年中日平均氣溫的變化范圍為-14℃?8℃。負(fù)溫期（日平均氣溫小于0℃的時(shí)期）約5?6個(gè)月。下圖為通風(fēng)管路基示意圖，讀圖回答下列各題。.通風(fēng)管的設(shè)計(jì)充分考慮了區(qū)域不利自然條件對(duì)路基的影響，其主要工作是A.防止熱量散失B.防止路基積水C.防止路基凍融D.保護(hù)生物通道.通風(fēng)管通風(fēng)的工作的主要季節(jié)是A.春節(jié)B.夏季C.秋季D.冬季.通風(fēng)管擋板A.正溫期一直處于關(guān)閉狀態(tài)B.負(fù)溫期一直處于關(guān)閉狀態(tài)C.夏季多打開，通風(fēng)、散熱D.夜晚多打開，儲(chǔ)冷、降溫【答案】2.C3.D4.D【解析】.冷空氣密度較大，在自重和風(fēng)的作用下將管中的熱空氣帶出，并不斷將周圍土體中的熱量帶走，同時(shí)也可以自動(dòng)關(guān)閉入口阻隔熱空氣進(jìn)入；青藏高原氣候高寒，有多年凍土，所以通風(fēng)管可以防止凍土融化，保障鐵路安全；對(duì)防止熱量散失、積水及動(dòng)物通道無關(guān)。選C正確。.通風(fēng)管兩端擋板在氣溫高于0℃時(shí)關(guān)閉，低于0℃時(shí)打開；即夏季外界氣候高，通風(fēng)管會(huì)關(guān)閉；冬季外界氣候低，通風(fēng)管會(huì)打開，通風(fēng)管打開才會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)；春秋兩季在青藏高原時(shí)間短，影響小。選D正確。.青藏高原是高原氣候，該地一年中日平均氣溫的變化范圍為-14℃?8℃,即使是正溫期時(shí)，夜間溫度可能在0℃以下，通風(fēng)管也會(huì)打開工作，夜間通風(fēng)管打開冷空氣進(jìn)入，利于降低土層溫度，保障鐵路安全，A錯(cuò)、D正確；負(fù)溫期日平均氣溫小于0℃,通風(fēng)管會(huì)打開工作，B錯(cuò)；夏季白天外界溫度高于0℃,通風(fēng)管多會(huì)關(guān)閉，C錯(cuò)。選D正確。在青藏鐵路建設(shè)中，為解決多年凍土層不穩(wěn)定對(duì)路基的影響，采用了自動(dòng)溫控通風(fēng)管技術(shù)（圖示）。通風(fēng)管兩端擋板在氣溫高于0℃時(shí)關(guān)閉，低于0℃時(shí)打開。該地一年中日平均氣溫的變化范圍為-14℃?8℃。負(fù)溫期（日平均氣溫小于0℃的時(shí)期）約6?5個(gè)月。據(jù)此完成下面小題。.通風(fēng)管擋板（）A.正溫期一直處于關(guān)閉狀態(tài)B.負(fù)溫期一直處于關(guān)閉狀態(tài)C.夏季多打開，通風(fēng)、散熱D.夜晚多打開，儲(chǔ)冷、降溫.與江漢平原相比，該地（）A.負(fù)溫期短B.氣溫年較差大C.氣溫日較差大D.太陽輻射弱.一年中，通風(fēng)管擋板口關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)開始呈上升趨勢(shì)后的一個(gè)月該地()A.日出方位更偏南B.正午太陽高度逐漸變大C.晝長(zhǎng)逐漸變短D.太陽高度日變化逐漸減小【答案】5.D6.C7.B【解析】.根據(jù)通風(fēng)管兩端擋板在氣溫高于0℃時(shí)關(guān)閉，低于0℃時(shí)打開的原理,結(jié)合青藏高原氣溫日較差大，夜間經(jīng)常氣溫低于0℃,夜間多打開。負(fù)溫期也會(huì)有可能高于0℃,正溫期也可能低于0℃,不會(huì)是一直開或關(guān)的。故選D。.青藏高原大氣稀薄，白天太陽輻射強(qiáng)度，氣溫高，夜晚保溫作用差，氣溫低，日較差大于平原。故選C。.一年中，通風(fēng)管擋板日關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)開始呈上升趨勢(shì)時(shí)，多為冬末春初。此后的一個(gè)月內(nèi)，太陽直射點(diǎn)北移，晝長(zhǎng)開始變長(zhǎng)，中午太陽高度角開始變大。公轉(zhuǎn)速度也越來越慢。故選B。青藏鐵路格爾木至拉薩段通過多年凍土區(qū)約552km,對(duì)多年凍土區(qū)路基的防護(hù)成為青藏鐵路建設(shè)施工的重點(diǎn)，片石通風(fēng)路基是凍土區(qū)常用的路基防護(hù)措施。下圖示意青藏鐵路片石通風(fēng)路基橫斷面。據(jù)此完成下列各題。.片石通風(fēng)路基散熱效果最顯著的季節(jié)是A.春季B.夏季C.冬季D.秋季.專家建議青藏鐵路東西走向路段路基兩側(cè)增加片石護(hù)坡層，且南坡厚度要大于北坡，其目的提A.進(jìn)一步降低路基的溫度B.增加北坡路基散熱效率C.降低南坡風(fēng)力侵蝕強(qiáng)度D.保持路基兩側(cè)降溫一致【答案】8.C9.D【解析】試題分析：由材料和圖可知，片石層由較大的礫石組成，礫石之間有較大的孔隙，孔隙充滿空氣。根據(jù)大氣受熱原理分析，冬季，外界氣溫低于路基溫度，路基外比重較大的冷空氣下沉，進(jìn)入片石通風(fēng)路基的孔隙中，置換比重較小的熱空氣，形成熱對(duì)流，從而促進(jìn)片石通風(fēng)路基的熱散失，使凍土保持較低溫度。故而片石通風(fēng)路基散熱效果最顯著的季節(jié)是冬季，D正確。南坡是陽坡溫度較北坡高，南坡厚度大目的是保持路基兩側(cè)降溫一致，B正確。【考點(diǎn)定位】學(xué)生獲取信息運(yùn)用信息的能力、熱力環(huán)流專題訓(xùn)練凍土是指溫度在0℃或0℃以下，含有冰的土層或巖層，分為季節(jié)凍土和多年凍土.我國(guó)科學(xué)家考察了全球變暖對(duì)青藏高原多年凍土的影響及其產(chǎn)生的后果..據(jù)圖文信息判斷，下列說法符合事實(shí)的是（ ）A.活動(dòng)層厚度變小，補(bǔ)給河流的水源增加B.活動(dòng)層厚度變大，春耕播種的時(shí)間推遲C.永凍層上界上升，利于喜溫植物的生長(zhǎng)D.永凍層上界下降，建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性變差凍土可分為季節(jié)凍土和多年凍土。冬天含冰凍結(jié)、夏天全部融化的巖土被稱為季節(jié)凍土，包括季節(jié)凍結(jié)層和季節(jié)融化層。讀圖（北半球）回答2、3題。.根據(jù)圖中信息所示，季節(jié)凍土的分布特點(diǎn)是A.季節(jié)凍結(jié)層水平分布的范圍小.隨著緯度的升高，季節(jié)融化層厚度增加C.季節(jié)凍結(jié)層多分布在極地附近口.隨著海拔的升高，季節(jié)融化層厚度降低.我國(guó)東北地區(qū)季節(jié)凍土凍結(jié)和融化的規(guī)律是A.季節(jié)凍結(jié)層每年6月開始產(chǎn)生B.季節(jié)融化層每年6月開始產(chǎn)生C.季節(jié)凍結(jié)層每年9月達(dá)最大厚度D.季節(jié)融化層每年9月達(dá)最大厚度凍土是指零攝氏度以下，含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時(shí)凍土（數(shù)小時(shí)/數(shù)日以至半月）；季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（數(shù)年至數(shù)萬年以上）。根據(jù)下圖回答4題。.下列有關(guān)凍土的說法，不確的是（）A.凍土分布具有明顯的緯度地帶性規(guī)律，自北而南，分布的面積和厚度減少B.具有明顯的緯度地帶性規(guī)律，自高緯度向中緯度，多年凍土下界逐漸埋深C,自高緯度向中緯度，分布著多年凍土、季節(jié)性凍土和短時(shí)性凍土D.凍土分布還具有垂直地帶性規(guī)律。越往海拔高的地方凍土面積越大，厚度越厚凍土是溫度在0℃或0℃以下，并含有冰的各種巖（土）。冬季含冰凍結(jié)、夏季全部融化的巖土被稱為季節(jié)凍土。下圖為北半球凍土分布剖面圖，讀圖回答5、6題。.下列關(guān)于凍土敘述的不正確的是（ ）A.凍土可分為季節(jié)凍土和多年凍土B,中緯度的多年凍土隨緯度增高而增厚C.緯度較低的青藏高原也有凍土層D.季節(jié)凍土水平分布的范圍小.鐵路通過季節(jié)凍土層地段，下列措施最經(jīng)濟(jì)有效的（）A.設(shè)計(jì)冷凍系統(tǒng)，全年處于凍結(jié)狀態(tài)B.打穿凍土層，將承重分散到基巖C.設(shè)計(jì)遮蓋系統(tǒng)，使路基避免陽光照射D,利用凍土層，固結(jié)鐵路樁基右圖為加拿大東北部某地出現(xiàn)的房屋傾斜下沉照片，請(qǐng)回答7、8題。.圖中的森林是A.亞寒帶針葉林.亞熱帶常綠闊葉林C.亞熱帶常綠硬葉林D,溫帶落葉闊葉林.造成房屋傾斜下沉的原因最有可能是A.過量抽取地下水造成地層下陷.位于環(huán)太平洋地震帶地震頻繁導(dǎo)致C.凍土融化造成地基不穩(wěn)D.位居颶風(fēng)侵襲路徑左圖是世界上最北端的城市朗伊爾城位置示意圖，它位于挪威斯瓦爾巴群島。右圖是2014年暑假蘇南某中學(xué)師生赴該島科學(xué)考察時(shí)拍攝到的照片。讀圖回答9、10題。朗伊爾城所在的島嶼南、北端的緯度相差近4°,太陽直射點(diǎn)移動(dòng)的速度約為0.25°/天，下列極晝天數(shù)與朗伊爾城最接近的是150天左右100天左右50天左右20天左右.考察隊(duì)員發(fā)現(xiàn)島上的房屋都建在木樁上，原因是A,減少占用耕地B.保護(hù)野生動(dòng)物C.通風(fēng)防潮D.減輕凍土融化危害.閱讀圖文材料，完成下列要求。材料：中俄石油運(yùn)輸管道一一漠（河）大（慶）線，全長(zhǎng)953千米，其中北部的512千米穿越了多年凍土區(qū)。多年凍土分為活動(dòng)層和多年凍層上下兩層。地理學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)多年凍土區(qū)的融沉、凍脹丘、冰錐等對(duì)管道的安全性構(gòu)成了潛在的威脅。凍脹丘是由于地下水受凍結(jié)地面和下部多年凍土層的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹，使地表變形隆起，稱凍脹丘，按其存在時(shí)間可劃分為季節(jié)性凍脹丘和多年生凍脹丘。季節(jié)性凍脹丘每年冬季發(fā)生，夏季消失。（1）指出加格達(dá)奇多年凍土活動(dòng)層和多年凍層的分界深度，并分別說明其季節(jié)特征。（6分）（2）簡(jiǎn)述b圖季節(jié)性凍脹丘的形成原因。（6分）（3）說明季節(jié)性凍脹丘對(duì)管道的危害。（6分）（4）以“治水”為核心，提出防治季節(jié)性凍脹丘危害管道的措施。（4分）.閱讀圖文材料，完成下列要求。材料：多年凍土分為上下兩層，上層為夏季融化，冬季凍結(jié)的活動(dòng)層，下層為多年凍結(jié)層。我國(guó)的多年凍土分布主要分布于東北高緯度地區(qū)和青藏高原海拔地區(qū)。東北高緯地區(qū)多年凍土南界的年平均氣溫在-1°-1°，青藏高原多年凍土下界的年平均氣溫約為-3.5°-2°C。由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的青藏鐵路成功穿越了約550千米的連續(xù)多年凍土區(qū)，是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區(qū)的最長(zhǎng)鐵路。多年凍土的活動(dòng)層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會(huì)危機(jī)鐵路路基。青藏鐵路建設(shè)者創(chuàng)造性地提出了“主動(dòng)降溫、冷卻路基、保護(hù)凍土”的新思路，采用了熱棒新技術(shù)等措施。圖8a示意青藏鐵路格拉段及沿線年平均氣溫的分布，其中西的灘至安多為連續(xù)多年凍土分布區(qū)。圖8b為青藏鐵路路基兩側(cè)的熱棒照片及其散熱工作原理示意圖。熱棒地?zé)岵糠譃槔淠?，地下部分為蒸發(fā)段，當(dāng)冷凝段溫度低于蒸發(fā)段溫度時(shí)，蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升，在冷凝段冷卻成液態(tài)，回到蒸發(fā)段，循環(huán)反復(fù)。（1）分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。（8分）（2）圖8a所示甲地比五道梁路基更不穩(wěn)定，請(qǐng)說明原因。（8分）（3）根據(jù)熱棒的工作原理，判斷熱棒散熱的工作季節(jié)（冬季或夏季）簡(jiǎn)述判斷依據(jù)，分析熱棒傾斜設(shè)置（圖8b）的原因。（8分）.根據(jù)以下材料，回答問題。材料：青藏高原氣候高寒，氣溫一般低于地溫，是我國(guó)主要的凍土分布區(qū)，凍土層可分為活動(dòng)層和多年凍土層兩部分。其中，活動(dòng)層靠近地表，隨著外界氣溫變化或凍或融；多年凍土則常年處于冰凍狀態(tài)。青藏鐵路格（爾木）拉（薩）段成功穿越了約550km的連續(xù)多年凍土區(qū)，是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區(qū)的最長(zhǎng)鐵路?；顒?dòng)層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，使凍土的體積發(fā)生膨脹和收縮，會(huì)危及鐵路路基，為此青藏鐵路的建設(shè)者們創(chuàng)造性地提出了低架旱橋、熱棒技術(shù)、拋石路基等措施。其中拋石路基即用碎塊石填筑路基，利用其通風(fēng)透氣性，隔阻熱空氣下移，同時(shí)吸入冷量，起到保護(hù)凍土的作用。下圖是青藏鐵路分布圖，右上圖是拋石路基結(jié)構(gòu)示意圖，右下圖為片石護(hù)坡景觀圖。（1）運(yùn)用大氣受熱過程，分析青藏高原地區(qū)氣溫低于地溫的原因。（2）凍土活動(dòng)層冬夏季的反復(fù)凍融，會(huì)對(duì)列車運(yùn)行的安全產(chǎn)生怎樣的不利影響，請(qǐng)簡(jiǎn)述其過程。（3）根據(jù)拋石路基的設(shè)計(jì)原理，判斷其散熱效果最顯著的季節(jié)，并分析其原因。（4）專家建議，部分東西走向的路段的路基兩側(cè)增加片石護(hù)坡，且南側(cè)厚度要大于北側(cè)，試分析其可能原因。參考答案：DDDBDBACBD.（1）6米。（2分）多年凍土活動(dòng)層凍土夏季融化，冬季凍結(jié)，（1分）6米以下的多年凍土層全年地溫小于0℃，全年處于凍結(jié)狀態(tài)。（1分）（2）該地地勢(shì)低洼，（1分）夏季有沼澤分布，（1分）有穩(wěn)定的地下水補(bǔ)給，（1分）土壤含水量大；（1分）冬季過濕土壤凍結(jié)，（1分）體積膨脹上升形成凍脹丘。（1分）（3）夏季凍土融化，管道沉降，（1分）冬季土壤凍結(jié)的擠壓力抬升管道，（1分）反復(fù)凍融使管道位移發(fā)生彎曲變形。（2分）（4）地表開挖溝渠，排走地表水和地下水；在管道兩側(cè)的地下建設(shè)截水墻等阻水工程，阻止地下水流向管道；在凍脹丘上鉆孔，排干丘內(nèi)水分。（一點(diǎn)2分，任答兩點(diǎn)給4分，其他答案合理可酌情給分）.（1）青藏高原緯度低，海拔高，太陽輻射強(qiáng)；（3分）（東北高緯地區(qū)年平均氣溫低于一1℃~1℃,可以形成多年凍土。）青藏高原氣溫年較差小，當(dāng)年平均氣溫同為一1℃?1℃時(shí)，冬季氣溫高，凍結(jié)厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年凍土。（5分）（2）甲地年平均氣溫更接近0℃,受氣溫變化的影響，活動(dòng)層更頻繁地凍融，（凍結(jié)時(shí)體積膨脹，融化時(shí)體積收縮，）危害路基；（4分）甲地年平均氣溫高于五道梁，夏季活動(dòng)層厚度較大，冬季有時(shí)不能完全凍結(jié)，影響路基穩(wěn)定性。（4分）（3）冬季。（2分）依據(jù)：冬季氣溫低于地溫，熱棒蒸發(fā)段吸收凍土熱量，（將液態(tài)物質(zhì)汽化上升，與較冷的地上部分管壁接觸，凝結(jié)，釋放出潛熱，）將凍土層中的熱量傳送至地上（大氣）。（3分）熱棒傾斜設(shè)置的原因：使熱棒能深入鐵軌正下方，保護(hù)鐵軌下的路基（多年凍土）。（3分）.（1）青藏高原海拔高，空氣稀薄，晴天較多；白天被削弱的太陽輻射較少，到達(dá)地面的較多，地面吸收后增溫；但空氣稀薄云量較少，對(duì)地面的長(zhǎng)波輻射吸收較少，加之高原地區(qū)多大風(fēng)天氣，大部分熱量散失掉，氣溫較低。（2）冬季的時(shí)候，凍土在凍結(jié)狀態(tài)下，體積會(huì)發(fā)生膨脹，建在上面的路基和鋼軌就會(huì)被頂起；到了夏季，凍土消融，體積收縮，路基和鋼軌隨之降下去；反復(fù)出現(xiàn)就會(huì)造成路基嚴(yán)重變形，鐵軌出現(xiàn)嚴(yán)重彎曲、高低不平，影響列車行車安全。（3）冬季。冬季氣溫較低，凍土易凍結(jié)，拋石路基利用其通風(fēng)透氣性，起到類似于通風(fēng)管儲(chǔ)冷的作用，加快路基的散熱，減小因路基升溫對(duì)凍土凍結(jié)產(chǎn)生的影響。（4）南側(cè)為陽坡，增溫較北側(cè)快，增加片石護(hù)坡厚度可減緩?fù)獠繙囟鹊淖兓瘜?duì)凍土的影響，從而達(dá)到與北側(cè)相近的溫度，保持路基兩側(cè)降溫的一致性。（2018?安徽省池州市二模）閱讀材料，完成下列要求。材料多年凍土作為青藏高原特殊的下墊面，它的存在與變化對(duì)氣候變化有明顯的反饋、調(diào)節(jié)和指示作用。位于多年凍土之上的活動(dòng)層是多年凍土與大氣的接觸面，多年凍土對(duì)氣候系統(tǒng)的影響首先通過活動(dòng)層與大氣間的能水交換來實(shí)現(xiàn)。凍土的形成與地表面的輻射熱量交換有關(guān)，輻射熱量平衡的結(jié)構(gòu)對(duì)凍土的形成和動(dòng)態(tài)變化有決定作用。下圖為青藏高原某山區(qū)地表輻射收支年內(nèi)變化和活動(dòng)層土壤溫度變化圖。（1）描述該山地地表能量收支的年內(nèi)變化特征。（2）判斷在季節(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)土壤熱通量與其它各因子數(shù)值變化差異，并說明判斷依據(jù)。（3）說明該山地活動(dòng)層土壤的凍融過程并簡(jiǎn)述其成因。（4）推測(cè)活動(dòng)層融化厚度的年內(nèi)變化特點(diǎn)，并分析原因。答案：（1）季節(jié)變化明顯；各收支項(xiàng)年內(nèi)變化特點(diǎn)相似；總輻射、凈輻射、土壤熱通量及地面熱源強(qiáng)度在6月?7月最大，在11月?12月最小（土壤熱通量的年內(nèi)變化較?。＃?）差異：土壤熱通量數(shù)值變化幅度遠(yuǎn)小于其它各因子，且收、支轉(zhuǎn)換明顯。依據(jù)：隨著地表能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換，土壤熱通量有明顯的正負(fù)交替。（3）凍融過程：大致4月?10月為融化期，11月?次年3月為凍結(jié)期。原因：11月?次年3月活動(dòng)層土壤溫度在0℃以下，活動(dòng)層土壤處于凍結(jié)期；土壤溫度由4月中下旬開始升至0℃以上，土壤開始融化。（4）特點(diǎn)：4月中下旬開始融化，到9月底10月初達(dá)到最大融化深度，10月開始減少乃至消失。原因：在融化期間，從4月中下旬開始隨地表接收太陽輻射的增多，融化厚度逐漸增大，至9月底10月初融化厚度達(dá)到最大值；10月初開始隨地表接收太陽輻射的減少，融化厚度逐漸減小，當(dāng)?shù)乇砟芰糠e累為0時(shí)活動(dòng)層的融化厚度最小。解析：從本題的文字材料中提取相應(yīng)的有效信息可得：.多年凍土作為下墊面，其存在和變化對(duì)氣候變化有明顯的反饋、調(diào)節(jié)和指示作用。.活動(dòng)層是多年凍土和大氣的接觸面。.多年凍土對(duì)氣候系統(tǒng)的影響從活動(dòng)層與大氣之間的能水交換開始。.輻射熱量結(jié)構(gòu)對(duì)凍土的形成和動(dòng)態(tài)變化起決定作用。（1）本題屬于識(shí)圖題，要求考生描述該山地地表能量收支的年內(nèi)變化特征。描述類問題，特別是描述特征類的試題，通?？梢詺w結(jié)為共性與個(gè)性的問題，由于題目要求描述該山地地表能量收支的年內(nèi)變化特征，“該山地”在此處作為一個(gè)整體，因此考生只需分析表格中五條曲線的共性即可。觀察曲線變化情況可知，五條曲線的季節(jié)變化明顯，且年內(nèi)變化趨勢(shì)和特點(diǎn)是相似的，由此可以推出答案的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)；五條曲線中，總輻射、凈輻射、土壤熱通量和地面熱源強(qiáng)度均在6月7月達(dá)到最大值，在11月12月達(dá)到最小值，由此考生可以得到答案的第三點(diǎn)。（2）本題屬于識(shí)圖題和依據(jù)題的結(jié)合，考查考生是否能從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。首先進(jìn)行初步判斷，季節(jié)轉(zhuǎn)換的時(shí)間為春季和秋季，此時(shí)對(duì)比土壤熱通量對(duì)應(yīng)