科研人員破解天山雪崩“神出鬼沒(méi)”之謎
在新疆伊犁境內的天山山區，冬季經(jīng)常會(huì )發(fā)生雪崩，特別是在國道G218線(xiàn)，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(lái)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)的研究團隊通過(guò)與伊犁州各級公路管理部門(mén)合作，對國道G218線(xiàn)雪崩災害嚴重路段的雪崩事件、積雪物理特征和氣象環(huán)境進(jìn)行了持續10年的勘測與研究，通過(guò)大數據分析，成功構建了研究區域雪崩災害、積雪物理特征、地形地貌和氣象數據庫，并應用聚類(lèi)分析法對不同誘發(fā)因素引起的雪崩進(jìn)行聚類(lèi)，從而定量揭示了雪崩災害誘發(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(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(xiàn)，前后各12公里的路段均是雪崩危害地段。李蘭海說(shuō)，在這里，每年至少有3次能觀(guān)測到規模較大的雪崩。
天山西部大規模雪崩發(fā)生的頻率呈現高-低-高的特征，第一個(gè)峰值出現在12月下旬，第二波峰出現在3月下旬，波谷則在1月上旬。積雪能夠脫離“大部隊”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。根據團隊的研究，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(shuō)，雪崩的釋放要經(jīng)歷3個(gè)階段。先是外力因素導致部分雪層剪切斷裂，然后這種初始的斷裂造成周?chē)拥膽χ匦路植?，從而導致周?chē)拥募羟袛嗔?，最后由于這種微觀(guān)非對稱(chēng)的破壞逐漸積累形成一個(gè)宏觀(guān)的裂隙，在裂隙點(diǎn)應力的變化使裂隙擴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(chē)鳴笛或者動(dòng)物踩踏。在研究團隊看來(lái)，天山西部誘發(fā)雪崩的兩大主要推手是強降雪和氣溫劇升。研究人員表示，天山西部49%的雪崩都是由強降雪誘發(fā)形成。當一次降雪過(guò)程中新增積雪深度達到29—36厘米時(shí)，極易誘發(fā)區域大規模雪崩。另外27%的雪崩則由春季溫度顯著(zhù)升高引起，雪崩發(fā)生的前3天通常會(huì )伴隨持續升溫過(guò)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(lái)雪崩。國道G218線(xiàn)途經(jīng)區域冬季常有大風(fēng)出現，風(fēng)力作用將積雪吹到山腰，增加了本身積雪“負重”，也易引發(fā)雪崩。
研究人員發(fā)現，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)生沖擊力強大的氣浪，氣浪對樹(shù)木、房屋、公路基礎設施產(chǎn)生嚴重破壞。濕雪崩的積雪含水量通常超過(guò)1%，雪呈現大小不等的塊狀構造。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據的基礎上結合國道G218線(xiàn)雪崩多發(fā)區域的地形地貌特征和雪崩發(fā)生機制，構建雪崩預警平臺，模擬出隨著(zhù)時(shí)間變化而出現的降雪與氣溫變化情景以及山體積雪特征變化，進(jìn)而能夠計算出最容易發(fā)生雪崩的地點(diǎn)，為當地道路安全保障提供可靠依據。
