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微专题十三冻土、冻融、冻土地貌
【点拨高考】冻土地貌三高考常考的地貌类型之一,2019年全国3卷考查了冻土对湿地的影响,2015年全国1卷考查了冻土对青藏铁路建设的影响。冻土地貌类型多样,其考查日益成为高考热点。
【知识梳理】一、冻土
凡处于零度及以下温度,并含有冰的各种土(岩),统称为冻土。
分类:
冻土按其时间的长短,可分为季节冻土和多年冻土两类。
季节冻土指冬季冻结、夏季全部融化的土层;多年冻土指冻结持续多年,甚至可达数万年的土层。多年冻土在地球上主要分布在俄罗斯和加拿大。我国多年冻土面积主要分布在东北、北部山区、西北高山及青藏高原地区。
多年冻土可分为上下两层,上层为夏融冬冻的活动层,下层为多年冻结层。
特征冻土层的温度是随着气温而变化的。地温变化的幅度以地表为最大,随着深度加大而减小,至某一深度,其值等于零。这个深度称为地温年变化深度。
分布规律冻土在地球上的分布具有明显的纬度地带性和垂直地带性。
多年冻土区与非多年冻土区之间的界线,在水平方向上称为多年冻土南界(北半球),在垂直方向上称为多年冻土下界。随着多年冻土动态变化,南界和下界亦不断发生变化,并且在各种非地带性因素影响下,分界线也往往不是一条直线。
自极地向低纬度方向,多年冻土分布厚度不断减小。年平均地温相应升高。
中低纬度高山高原地区的冻土分布,主要受海拔高程的控制。一般来说,海拔愈高,厚度愈大,地温愈低。
全球冻土分布图:
连续多年冻土区,是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结,会危及示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布,其中西的滩至安多为连续多年冻土分布区。图b为青藏铁路路基两侧的热棒照片及其散热工作原理示意图。热棒地上局部为冷凝段,地下局部为蒸发段,当冷凝段温度低于蒸发段温度时,蒸发段液态物质汽化上升,在冷凝段冷却成液态,回到蒸发段,循环反复。
热棒
热棒
1)分析青藏高原形成多年冻土的年平均气温比东北高纬度地区低的原因。
2)图a所示甲地比五道梁路基更不稳定,请说明原因。
3)根据热棒的工作原理,判断热棒散热的工作季节(冬季或夏季)简述判断依据,分析热棒倾斜设置(图b)的原因。
【答案】(1)青藏高原纬度低,海拔高,太阳辐射强;(东北高纬地区年平均气温低于一1C?1C,可以形成多年冻土。)青藏高原气温年较差小,当年平均气温同为一rc~rc时,冬季气温高,冻结厚度薄,夏季全部融化,不能形成多年冻土。
(2)甲地年平均气温更接近o°c,受气温变化的影响,活动层更频繁地冻融,(冻结时体积膨胀,融化时体积收缩,)危害路基;甲地年平均气温高于五道梁,夏季活动层厚度较大,冬季有时不能完全冻结,影响路基稳定性。
(3)冬季。依据:冬季气温低于地温,热棒蒸发段吸收冻土热量,(将液态物质汽化上升,与较冷的地上局部管壁接触,凝结,释放出潜热,)将冻土层中的热量传送至地上(大气)。热棒倾斜设置的原因:使热棒能深入铁轨正下方,保护铁轨下的路基(多年冻土)。
【解析】
【详解】(1)海拔高是导致青藏高原地区气温低的主要原因。和东北地区相比,青藏高原地区纬度较低,冬季获太阳辐射量多,冬季气温高,冻结厚度薄。夏季地表温度高,冻土层融化。青藏高原纬度低、海拔高,太阳辐射强;(东北高纬度地区年
平均气温低于可形成多年冻土。)青藏高原气温年较差小,当年平均气温同为-!□—1□时,冬季气温高,冻结厚度薄,夏季全部融化,不能形成多年冻土。
(2)观察图中甲地与五道梁地区的温度和纬度差异。甲地年均温高于五道梁地区,甲地冻土层厚度变化大,永久冻土厚度较小,地基土频繁的冻融不稳。甲地年平均气温更接近01,受气温变化的影响,活动层更容易频繁的冻融(冻结时体积膨胀,融化时体积收缩),危害路基;甲地年平均气温高于五道梁,夏季活动层厚度较大,冬季有时不能完全冻结,影响中期稳定性。
(3)热棒散热的工作季节为冬季。冬季高原面上气温低,冷凝段温度低于路基温度,蒸发段将液态物质汽化上升,气态物质在此段冷凝转化成液态流回蒸发段。冬季气温低于低温,热棒蒸发段吸收冻土热量(将液态物质汽化上升,与较冷的地上局部管壁接触,凝结释放出潜热),将冻土层中的热量传送至地上(大气)。倾斜设置可增加热棒与地层的接触面积,使热棒能深入铁轨正下方,对地层温度的调节作用更强。使热棒能深入铁轨正下方,保护铁轨下的路基(多年冻土)。
【素养提升】一、单项选择题石环是一种特殊的地表形态,下左图为石环形成过程示意图,右图为某地石环景观图.据此完成问题。
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石环形成过程中的主要外力作用是冻融
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