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。我國的多年凍土主要分布于東北高緯地區(qū)和青藏高原高海拔地區(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－3.5°～－2℃。
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)，會危及鐵路路基。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)段吸收凍土的熱量，（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：使棒體能深入鐵軌正下方，保護(hù)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(qū)低，一方面與二者相差較大的緯度位置、海拔密切相關(guān)，另一方面與青藏高原自身的氣溫年變化小有關(guān)。青藏高原海拔高，緯度低，太陽輻射強(qiáng)，但大氣保溫作用弱，加之不受寒冷的冬季風(fēng)影響，氣溫年較差小，導(dǎo)致其形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯地區(qū)低。（2）由圖可看出，甲地年均溫高于五道梁地區(qū)，且更接近0℃等溫線，因而使多年凍土的活動層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會危及鐵路路基。（3）熱棒的工作原理是：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。青藏高原冬季氣溫低于地溫，熱棒能夠?qū)�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(hù)凍土”的作用。