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、冬季凍結的活動層，下層為多年凍結層。我國的多年凍土主要分布于東北高緯地區和青藏高原高海拔地區。東北高緯地區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－3.5°～－2℃。
由我國自行設計、建設的青藏鐵路格（爾木）拉（薩）段成功穿越了約550千米的連續多年凍土區，是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區的最長鐵路。多年凍土的活動層反復凍融及冬季不完全凍結，會危及鐵路路基。青藏鐵路建設者創造性地提出了“主動降溫、冷卻路基、保護凍土”的新思路，采用了熱棒新技術等措施。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多年凍土分布區。圖b為青藏鐵路路基兩側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，地下部分為蒸發段，當冷凝段溫度低于蒸發段溫度時，蒸發段液態物質汽化上升，在冷凝段冷卻成液態，回到蒸發段，循環反復。


（1）分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯地區低的原因。
（2）圖a所示甲地比五道梁路基更不穩定，請說明原因。
（3）根據熱棒的工作原理，判斷熱棒散熱的工作季節（冬季或夏季），簡述判斷依據；分析熱棒傾斜設置（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；（東北高緯地區年平均氣溫低于－1～1 ℃，可以形成多年凍土。）青藏高原氣溫年較差小，當年平均氣溫同為－1～1 ℃時，冬季氣溫高，凍結厚度薄，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，（凍結時體積膨脹，融化時體積收縮，）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，冬季有時不能完全凍結，影響路基穩定性。

（3）

冬季。依據：冬季氣溫低于地溫，熱棒蒸發段吸收凍土的熱量，（將液態物質汽化上升，與較冷的地上部分管壁接觸，凝結，釋放出潛熱，）將凍土層中的熱量傳送至地上（大氣）。熱棒傾斜設置的原因：使棒體能深入鐵軌正下方，保護鐵軌下的路基（多年凍土）。

【解析】（1）青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯地區低，一方面與二者相差較大的緯度位置、海拔密切相關，另一方面與青藏高原自身的氣溫年變化小有關。青藏高原海拔高，緯度低，太陽輻射強，但大氣保溫作用弱，加之不受寒冷的冬季風影響，氣溫年較差小，導致其形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯地區低。（2）由圖可看出，甲地年均溫高于五道梁地區，且更接近0℃等溫線，因而使多年凍土的活動層反復凍融及冬季不完全凍結，會危及鐵路路基。（3）熱棒的工作原理是：當冷凝段溫度低于蒸發段溫度時，蒸發段液態物質汽化上升，在冷凝段冷卻成液態，回到蒸發段。青藏高原冬季氣溫低于地溫，熱棒能夠將凍土層中的熱量傳至地表大氣中，從而起到“主動降溫、冷卻路基、保護凍土”的作用。