第八届青年地学论坛

粗糙碎石堆因其冷却效应的特性已被广泛应用于多年冻土区工程建设。在高寒山区普遍存在的岩屑坡同样具有冷却效应，其与全球气候升温之间的互馈机制亟待研究。本研究基于包含土壤热传导和空气流动过程的数值模拟方法，量化了岩屑坡内外对流过程对地温的影响。模拟结果显示：在仅考虑热传导条件下，夏季岩屑坡1.3m深度逐日地温比地表温度低10.6–14.2℃，冬季逐日地温比地表温度高3.8–14.4℃。考虑空气流动后，岩屑坡顶部地温显著升高，底部地温显著降低，尤其在地表开放后，夏季底部地温低至0℃甚至出现负温，证实了岩屑坡具备良好冷却效应的能力。在季节性开放条件下，夏季顶部逐日地温比仅传导条件高4.1–8.9℃，底部逐日地温低2.8–4.9℃；而冬季顶部逐日地温比仅传导条件高0.5–4.8℃，底部逐日地温低0.1–7.1℃。地-气交互使岩屑坡底冷顶暖，充当“热过滤器”作用，夏季热气从顶部进、冷气从底部出，冬季冷气从底部进、热气从顶部出，该机制使岩屑坡底部常年保持低温甚至负温。本研究通过模拟实验，定量评估了不同地表状况下粗糙碎石堆的冷却作用，为进一步理解区域地-气能量交换机制提供了新的视角。
 

岩屑坡、冷却效应、数值模拟、地气交换