【地理知识】青藏高原两旁的黑色杆子是什么？

在美丽的青藏高原

公路和铁路两旁

整齐的立着两排黑色杆子

它们是高原路基卫士“热棒”

热棒

热棒，又称为无芯重力式热管，是一种高约4米、内部中空、外部有散热片的金属柱子。它们是为地基而存在的，就像无需能源的“空调”，用来给路基降温的。

冻土

冻土是温度低于0℃含冰的土壤和岩石。按冻融变化情况，可分成季节冻土、隔年冻土和多年冻土。

我国北方和西部广大地区都可见季节冻土和隔年冻土，而像黑龙江的北部和青藏高原、天山、阿尔泰山等高寒地区则是永久冻土的“领地”。青藏高原由于海拔高气温低，冻土层分布很广泛。

冻土给路基造成的影响

由于冻土中含冰量很高，在夏天，气温升高后，冻土融化下沉，进而导致路基下沉；在冬天，气温降低后，路基冻后又要往上升。这种随温度变化而产生沉降的情况会对道路产生危害。

热棒的作用

保持路基处在低温状态下

热棒的根部有很多空心管通入路基之中，当路基受热有水汽出现，这些水汽就会顺着空心管道上升至热棒中。再加上高原地区的气温低、风力大，寒冷的风吹过热棒的散热片后，就会把热量带走，水汽就此也降温凝结。这样一个环节走完，原本的热量就不会在路基中积累，就能保持路基始终处在一个低温状态下。

使冻土保持稳定

热棒还能把低温不断地输送给路基下的冻土，使冻土保持稳定。冻土保持稳定的状态后，路基自然也不会因此产生升降，而是稳稳地成为道路的依托。

高架桥和片石通风路基也可以给冻土降温

高架桥

是当铁路通过高含冰量冻土区和冻土湿地区域时，以桥梁替代路基的方法，让铁路与冻土隔离。如青藏铁路的清水河大桥就是这样一座特殊的桥梁。

片石通风路基

片石通风路基则是另一种充满智慧的创造。片石改变了冻土的不稳定性，片石间的孔隙可以透过空气，热空气上升，冷空气下降，在冷气流的保护下，冻土就会保持相对稳定。

【试题链接】

材料一  多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。我国的多年冻土主要分布于东北高纬度地区和青藏高原高海拔地区。东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温在–1°～1℃，青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为–3.5°～–2℃。

材料二  由我国自行设计、建设的青藏铁路格(尔木)拉(萨)段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结，会危及铁路路基。青藏铁路建设者创造性地提出了“主动降温、冷却路基、保护冻土”的新思路，采用了热棒新技术等措施。图8a示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布，其中西大滩至安多为连续多年冻土分布区。图8b为青藏铁路路基两侧的热棒照片及其散热工作原理示意图。热棒地上部分为冷凝段，地下部分为蒸发段，当冷凝段温度低于蒸发段温度时，蒸发段液态物质汽化上升，在冷凝段冷却成液态，回到蒸发段，循环反复。(1)分析青藏高原形成多年冻土的年平均气温比东北高纬度地区低的原因。(8分)

(2)图8a所示甲地比五道梁路基更不稳定，请说明原因。(8分)

(3)根据热棒的工作原理，判断热棒散热的工作季节(冬季或夏季)，简述判断依据;分析热棒倾斜设置(图8b)的原因。(8分)

答案：

(1)青藏高原纬度低，海拔高，太阳辐射强;(3分)(东北高纬地区年平均气温低于—1℃～1℃，可以形成多年冻土。)青藏高原气温年较差小，当年平均气温同为—1℃～1℃时，冬季气温高，冻结厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年冻土。(5分)

(2)甲地年平均气温更接近0℃，受气温变化的影响，活动层更频繁地冻融，(冻结时体积膨胀，融化时体积收缩，)危害路基;(4分)甲地年平均气温高于五道梁，夏季活动层厚度较大，冬季有时不能完全冻结，影响路基稳定性。(4分)

(3)冬季。(2分)

依据：冬季气温低于地温，热棒蒸发段吸收冻土热量，(将液态物质汽化上升，与较冷的地上部分管壁接触，凝结，释放出潜热，)将冻土层中的热量传送至地上(大气)。(3分)

热棒倾斜设置的原因：使热棒能深入铁轨正下方，保护铁轨下的路基(多年冻土)。(3分)

试题分析：

(1)海拔高是导致青藏高原地区气温低的主要原因。和东北地区相比，青藏高原地区纬度较低，夏季获太阳辐射量多，夏季地表温度高，冻土层融化。青藏高原地区地壳运动活跃，地热资源丰富。

(2)甲地年均温高于五道梁地区，甲地冻土层厚度变化大，永久冻土厚度较小，地基土频繁的冻融不稳。甲地更接近亚欧板块与印度洋板块的交界处，地壳活动，影响路基稳定。甲地等温线分布较密集，说明当地地形起伏较大。

(3)冬季高原面上气温低，冷凝段温度低于蒸发段，气态物质在此段冷凝转化成液态流回蒸发段。夏季高原面气温较高，冷凝段温度高于蒸发段，蒸发段物质气化。倾斜设置可增加热棒与地层的接触面积，对地层温度的调节作用更强。

END