Question

【題目】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)的活動層，下層為多年凍結(jié)層。我國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)的最長鐵路。多年凍土的活動層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會危機(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，其中西的灘至安多為連續(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?zé)岵糠譃槔淠�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。

（2）圖a所示甲地比五道梁路基更不穩(wěn)定，請說明原因。

（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）簡述判斷依據(jù)，分析熱棒傾斜設(shè)置（圖b）的原因。

Answer 1

【答案】（1）青藏高原緯度低，海拔高，太陽輻射強(qiáng)；（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。

（2）甲地年平均氣溫更接近0℃，受氣溫變化的影響，活動層更頻繁地凍融，（凍結(jié)時(shí)體積膨脹，融化時(shí)體積收縮，）危害路基；甲地年平均氣溫高于五道梁，夏季活動層厚度較大，冬季有時(shí)不能完全凍結(jié)，影響路基穩(wěn)定性。

（3）冬季。

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）。

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）。

【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）熱棒散熱的工作季節(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）