中科院破解天山雪崩“神出鬼沒”之謎

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(huì)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(shí)有發(fā)生。這里為什么時(shí)不時(shí)的就會(huì)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(gè)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(gè)梯度力，也就是一個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)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(shí)，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(huì)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(dòng)帶，一些微小的震動(dòng)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(shí)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(shí)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)。