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2018-08-06 | 编辑: | 【

2018年1月9日,在天山积雪雪崩研究站,研究人员测量积雪物理特征参数

乌鲁木齐晚报全媒体记者梁乐

  对于常年生活在城市中的人来说,雪崩似乎遥不可及,只有通过电影片段才能体会它的不可预知和危险。但在伊犁境内的天山山区,雪崩时常发生,特别是在国道G218线,因雪崩而阻断交通的事件并不鲜见。

  如何捕捉这个神出鬼没的“雪地幽灵”,首先要掌握它的活动规律。对此,来自中科院新疆生态与地理研究所研究员李兰海带领的科研团队,通过对国道G218线雪崩灾害严重路段近十年的持续勘测,定量揭示了雪崩灾害的各种诱发因素,研究成果发布于今年7月出版的山地科学学报(英文版)上。

  强降雪和强升温为诱发雪崩主因

  夏季的伊犁巩乃斯,草地葱郁,溪流潺潺,天山之上松柏苍翠,鸟鸣回响。但到了冬季,随着雪花纷至沓来,这里便成了寂静的冰雪世界。

  “只需一场强降雪,或者一阵猛烈的风,就可能引来雪崩。”李兰海从2008年便一头扎进天山深处,与雪崩为伴。他所在的中科院天山积雪雪崩研究站(以下简称积雪站)位于新源县巩乃斯河畔,毗邻国道G218线,积雪站海拔1776米,前后12公里都是雪崩多发地段。

  积雪能够脱离大部队引起雪崩,前提条件要有一个梯度力,就是陡坡。根据李兰海团队的研究,在天山西部,雪崩发生的坡度分布在28o到45o,其中48%的雪崩发生在36o到40o

  李兰海说,雪崩的释放要经历三个阶段。先是外力因素导致部分雪层剪切断裂,然后这种初始的断裂造成周围雪层的应力重新分布,从而导致周围雪层的剪切断裂,最后由于这种微观非对称的破坏逐渐积累形成一个宏观的裂隙,在裂隙点应力的变化导致裂隙扩展,最终导致山坡积雪滑塌。

  引发雪崩释放的外界推手有很多,比如降雪、地震、大风、温度剧增、汽车鸣笛或者动物踩踏。李兰海团队的研究显示,天山西部诱发雪崩的两大推手是强降雪和气温剧升。

  人们常用“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”来形容一场强降雪带来的美景。但在李兰海看来,雪下得越大,雪崩的风险也就越高。49%的雪崩都是由强降雪诱发形成。当一次降雪过程中新增积雪深度达到29厘米-36厘米时,极易诱发区域大规模雪崩。

  李兰海说,在天山西部,27%的雪崩是由春季温度显著剧升引起的,雪崩发生的前三天通常会伴随持续升温过程,雪崩发生期的日平均温度为0.5℃左右。其余24%的雪崩由地震、大风等其他因素诱发而成。天山西部位于地震活动带,一些微小的震动都可能带来雪崩。国道G218线途经的区域冬季常有大风出现,风力作用将积雪吹到山腰,增加了本身积雪“负重”,也易引发雪崩。

  雪崩也有干湿之分雪崩从山间倾泻而下,有时腾空而起掀起一阵雪雾,有时则像泥石流一般冲击力强劲。雪崩的不同形态,源自积雪含水量的差异,并以此分为湿雪崩和干雪崩。

  李兰海介绍,干雪崩的积雪含水量通常小于1%,雪为粉末状。雪崩发生时产生冲击力强大的气浪,气浪对树木、房屋、公路基础设施会产生严重破坏。

  当含水量超过1%时则为湿雪崩。湿雪崩雪呈现大小不等的块状构造。由于积雪含水量较大,积雪表面局部产生坍塌,积雪沿着斜坡产生滑落,其速度加快,逐渐形成雪球的形式滑落。

  雪球在下滑过程中体积不断增加,携带地表融化的泥土,导致块状雪崩雪呈现多层构造,表层为土黄褐色,而内部为洁白色。湿雪崩的块状雪崩雪平均直径达20厘米-30厘米。湿雪崩由于含水率较高,密度较大,其破坏性高于干雪。

  雪崩在不同时间段会以不同形态呈现,根据雪崩的雪层断裂位置,研究人员将雪崩分为全层雪崩和表层雪崩。在气温、地温和积雪变质多重作用下,进入雪季后,首先会遇到全层干雪崩,然后随着时间的推移依次出现的是表层干雪崩,表层湿雪崩和全层湿雪崩。

  从季节上来看,大规模雪崩发生的频率呈现高-低-高的特征。第一个峰值出现在12月下旬,第二波峰出现在3月下旬,波谷则在1月上旬。

  下一步将构建雪崩预警平台

  对于雪崩,多数人避而远之,但李兰海带领的研究团队,却是一群追雪崩的人。

  李兰海说,仅在积雪站周边山区,每年观测到规模较大的雪崩至少有三次,站内设施均有不同程度受损。

  为了防止雪崩冲进站房威胁人身安全,站里的工作人员采取多种方式预防雪崩。比如在对面山坡上堆砌土丘、犁出台阶,它们的作用是给雪崩球减速。坡度最陡的地方,还有一个高10米的三角架,当重达几吨的雪团滚落下来时,就会像坐滑梯一样,通过三角架,顺着导雪槽,以抛物线姿态越过积雪站旁边的公路冲到河里。

  积雪站周边的雪崩如此“猖狂”,在国道G218线,因雪崩而阻断道路的情况几乎每年都在发生。

  伊犁公路管理局那拉提分局工作人员陆明介绍,国道G218线那拉提段有30多公里的雪崩易发路段,每年冬春两季,规模较大的雪崩平均有十多处,路面上的积雪堆积深度有数米之高,而一些小的雪崩有时每天要发生好几次。

  由于国道G218线是连接南北疆的重要通道,一旦雪崩阻路,将中断当地居民的物资运输,影响生产生活。几十年来,当地公路部门形成了行之有效的雪崩灾害处理机制,一般雪崩发生后几小时之内道路就可抢通。不过遇到较大雪崩时,依然会进行数天的道路封闭。

  能不能像天气预报一样对雪崩进行提前预判,为国道G218线提供科学的雪崩预警,尽量减轻雪崩灾害带来的损失,这是李兰海研究团队的目标所在。而随着雪崩诱发因素的逐一揭示,距离这个目标又进了一步。

  李兰海说,下一步的研究方向,将在前期大量数据的基础上结合国道G218线雪崩多发区域的地形地貌特征和雪崩发生机制,构建雪崩预警平台,模拟出随着时间变化而出现的降雪与气温变化情景以及山体积雪特征变化,进而能够计算出最容易发生雪崩的地点。

  据了解,预警平台一旦搭建完毕,可根据雪崩的级别提前几小时到几天进行发布,为当地道路安全保障提供可靠依据。  

 
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