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中科院破解天山雪崩“神出鬼沒”之謎

2018-08-03 11:20:01      來源:科技日報(bào)

科研人員破解天山雪崩“神出鬼沒”之謎

在新疆伊犁境內(nèi)的天山山區(qū),冬季經(jīng)常會發(fā)生雪崩,特別是在國道G218線,雪崩沖上路面而阻斷交通的事件時有發(fā)生。這里為什么時不時的就會發(fā)生雪崩,雪崩的誘發(fā)因素又有哪些呢?8月2日,來自中科院新疆生地所的消息給出了答案。

中科院新疆生地所研究員李蘭海帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過與伊犁州各級公路管理部門合作,對國道G218線雪崩災(zāi)害嚴(yán)重路段的雪崩事件、積雪物理特征和氣象環(huán)境進(jìn)行了持續(xù)10年的勘測與研究,通過大數(shù)據(jù)分析,成功構(gòu)建了研究區(qū)域雪崩災(zāi)害、積雪物理特征、地形地貌和氣象數(shù)據(jù)庫,并應(yīng)用聚類分析法對不同誘發(fā)因素引起的雪崩進(jìn)行聚類,從而定量揭示了雪崩災(zāi)害誘發(fā)因素特點(diǎn)。研究成果發(fā)表于近日出版的山地科學(xué)學(xué)報(bào)(英文版)上。

位于新源縣鞏乃斯河畔的中國科學(xué)院天山積雪雪崩研究站,毗鄰國道G218線,前后各12公里的路段均是雪崩危害地段。李蘭海說,在這里,每年至少有3次能觀測到規(guī)模較大的雪崩。

天山西部大規(guī)模雪崩發(fā)生的頻率呈現(xiàn)高-低-高的特征,第一個峰值出現(xiàn)在12月下旬,第二波峰出現(xiàn)在3月下旬,波谷則在1月上旬。積雪能夠脫離“大部隊(duì)”引起雪崩,前提條件是要有一個梯度力,也就是一個陡坡。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的研究,在天山西部,雪崩發(fā)生的坡度分布在28°—45°,其中48%的雪崩發(fā)生在36°—40°的陡坡。

李蘭海說,雪崩的釋放要經(jīng)歷3個階段。先是外力因素導(dǎo)致部分雪層剪切斷裂,然后這種初始的斷裂造成周圍雪層的應(yīng)力重新分布,從而導(dǎo)致周圍雪層的剪切斷裂,最后由于這種微觀非對稱的破壞逐漸積累形成一個宏觀的裂隙,在裂隙點(diǎn)應(yīng)力的變化使裂隙擴(kuò)展最終致山坡積雪滑塌。

引發(fā)雪崩釋放的外界推手有很多,比如降雪、地震、大風(fēng)、溫度劇升、汽車鳴笛或者動物踩踏。在研究團(tuán)隊(duì)看來,天山西部誘發(fā)雪崩的兩大主要推手是強(qiáng)降雪和氣溫劇升。研究人員表示,天山西部49%的雪崩都是由強(qiáng)降雪誘發(fā)形成。當(dāng)一次降雪過程中新增積雪深度達(dá)到29—36厘米時,極易誘發(fā)區(qū)域大規(guī)模雪崩。另外27%的雪崩則由春季溫度顯著升高引起,雪崩發(fā)生的前3天通常會伴隨持續(xù)升溫過程,雪崩發(fā)生期的日平均溫度為0.5℃左右。除此之外,其余24%的雪崩由地震、大風(fēng)等其他因素誘發(fā)而成。天山西部位于地震活動帶,一些微小的震動都可能帶來雪崩。國道G218線途經(jīng)區(qū)域冬季常有大風(fēng)出現(xiàn),風(fēng)力作用將積雪吹到山腰,增加了本身積雪“負(fù)重”,也易引發(fā)雪崩。

研究人員發(fā)現(xiàn),雪崩有干濕之分。干雪崩的積雪含水量通常小于1%,雪為粉末狀。雪崩發(fā)生時產(chǎn)生沖擊力強(qiáng)大的氣浪,氣浪對樹木、房屋、公路基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生嚴(yán)重破壞。濕雪崩的積雪含水量通常超過1%,雪呈現(xiàn)大小不等的塊狀構(gòu)造。濕雪崩由于含水量較高,密度較大,沿途夾帶泥土、巖石等,破壞性高于干雪崩。

李蘭海表示,下一步他們將在前期大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合國道G218線雪崩多發(fā)區(qū)域的地形地貌特征和雪崩發(fā)生機(jī)制,構(gòu)建雪崩預(yù)警平臺,模擬出隨著時間變化而出現(xiàn)的降雪與氣溫變化情景以及山體積雪特征變化,進(jìn)而能夠計(jì)算出最容易發(fā)生雪崩的地點(diǎn),為當(dāng)?shù)氐缆钒踩U咸峁┛煽恳罁?jù)。

標(biāo)簽: 天山 雪崩 科研

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