冬季地面冻结的深度有多深？
当地面含有水时，就会发生霜冻，地面的温度低于0°C（32°F）。每年北半球的所有土地中有一半以上的土地冻结和融化，被称为季节性冷冻地面。北半球的土地四分之一的地下层整整一年都保持冻结。如果地面至少连续冻结了2年，则称为多年冻土。
是什么原因导致地面霜？
当地面被冷冻时，岩石，土壤和卵石之间的水，甚至岩石内部的水都会冷冻并变成孔冰。因此，正式地，当地面水变成冰时，地面会冻结。
霜冻深度
霜冻深度（或霜冻线）是地下水冻结的最深点。霜冻深度因霜线在每个位置，可能会对许多施工实践产生重大影响。例如，任何挖掘以访问公用事业线路或为混凝土浇注准备地面的机组人员都需要意识到其当地的霜冻深度。
当地下水冻结时，其体积膨胀了9％。因此，需要将压力敏感的结构（例如水和下水道线）埋在霜冻深度以下，以避免破裂。当水变成冰时，它会以极大的力量扩展，并导致地面膨胀。在寒冷的冬季，地面霜冻会损坏道路。例如，有时会在道路下转向冰的水会产生霜冻。膨胀的冰推上了道路并产生了驼峰，后来融化后，它将在道路上创建坑洼和沉没的部分。
霜线因空气冷的时间长度而变化。寒冷时期越长，地面就会越深。但是冷冻地面的深度有限，因为地球内部深处温暖。
什么影响霜冻？
地球的大部分热量来自太阳（图1）。地面储存了许多太阳的热量，并将其余的变成空气。雪和冰是浅色的，并反射更多的热量。海水和裸露的地面反射较少的热量，而是吸收它。地面和空气之间的热量转移称为表面能通量。
图1.该图显示了地球的大气和地面如何反映和吸收太阳的能量。
-学分：美国宇航局大气科学数据中心
热量也来自地球内部。地球的核心非常热，其热量向表面移动。火山，河流，湖泊和其他来源的热量也可以通过地面扩散。即使表面温度较低，这种热量也使某些区域保持不足。
通常，更深的多年冻土非常古老。一位研究人员发现，阿拉斯加普鲁德霍湾下面的永久冻土最深的部分已有500，000多年的历史。
温度梯度
当地面温度降至0°C（32°F）以下时，它会冻结；但是，地面温度可能与上方空气的温度不同。该温度梯度意味着地面深处的层可能比表面附近的层更冷或温暖。
地面的顶层可能会响应表面的条件，但是下面的层可能不会太快变化。在温暖的夏日，地面的地面吸收热量并变得比空气更热。但是地下几英尺的温度可能比空气低得多。在冬天相反。地面的地面冷却，但地下深处可能会比表面保持温暖。地面的上层可以阻止热量在冷空气和地面较深层之间移动，从而自身绝缘。
当地景观如何影响地面霜冻？
地面霜不仅受到温度波动，季节性变化和位置的影响。当地景观的雪，土壤，植物和其他方面也影响冷冻地面。
雪
一层厚的雪像毯子一样，因此热量不会离开地面。只有一层薄层的地面才能在厚厚的积雪下冻结。
土壤类型
有些土壤比其他土壤更容易冻结。浅色的土壤更快地冻结，并停留的冻结时间比黑暗土壤更长。浅色的土壤和岩石反射阳光，使地面冷却器保持冷却器。诸如沙子之类的松散土壤具有更多的水空间，更容易形成冰。具有小颗粒的密集土壤没有太多的水空间。例如，粘土不像沙子那样容易冻结。
泥炭
当死植物没有完全分解时，泥炭形成。泥炭下的地面通常比没有泥炭层覆盖的地面要冷。在冬季，泥炭冻结并允许热量离开地面。因为热量逸出，所以更冷冻的地面和多年冻土形式。
植物
在夏天，植物将土壤保留在它们下方的凉爽，因为它们阻止了一些阳光到达地面。常绿的树特别保留地面冷却器。常绿的树在冬天不会失去叶子。这意味着树木阻止阳光变暖。另外，他们的树枝阻止了雪到达下面的地面。裸露的地面更容易失去热量。永久冻土通常在常绿树下形成。
连续下坡
山坡和山坡会影响冷冻的地面和永久冻土。如果由于面部的方式而变得更有阳光，那么地面会变得更温暖，并且冻结的可能性较小。在北半球，斜向向南，朝着阳光的斜坡，比面向北面的阴暗斜坡获得更多的阳光。在南半球相反。
陡峭的斜坡可能包含冷冻的地面。坡度的陡度影响了它得到多少阳光。陡峭的斜坡不会得到太多的直射阳光，因此它们更冷。陡峭的斜坡不能很好地保持雪覆盖，因此裸露的地面会失去更多的热量。风向还会影响冷冻地面形成。如果斜坡朝向风，地面将失去更多的热量。另外，风将吹雪，使地面变得更冷。
湖泊和河流
湖泊和河流是寒冷地方的热源。水比周围的空气温暖，可以在冬季保持地面的温暖。湖泊和河流可能没有冰冻的地面。或者，他们可能有更厚的活动层与附近的土地相比。
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