永冻层（permafrost）又称永久冻土或多年冻土，是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，称永冻层或多年冻层。

简介

形成要素

基本类型

相关研究

研究方式

研究结果

简介

冻土层的人厚度从高纬到底为逐渐减薄，以至完全消失。例如，北极的多年冻土厚达千米以上，年平均低温为-15℃。永冻层的顶面接近地面。向南，趋近连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，低温为-5～-3℃，永冻层的顶面埋藏变深。大致北纬48°附近是多年冻土的南界，其处平均低温接近0℃，冻土厚度仅1～2m。超过这一界限，就从连续冻土带过渡到不连续冻土带。后者由许多分散的冻土块体组成，这种分散的冻土块体称为岛状冻土块。中、低纬高山和高原地区的冻土层，主要受海拔高度的控制。一般来说，海拔越高，冻土层越厚，低温也越低，永冻层顶的埋藏深度越小。土层的冻融变化是土木工程建设中必须考虑的重要因素，处置不当将带来严重后果。

形成要素

1.冰雪：永冻层并非一定有冰，也可能只有冻土。不过一般在永冻层之上总是会有积雪或者冰块。这些雪对于地表会有保温作用。同时，这些积雪又会帮助地表降温。在化雪的季节，由于溶化，气化的发生，产生大量潜伏热，会带走热量，从而降温。

2.土壤中的水：水的导热性比冰要差很多。土壤中的水可以看做是夏天阻挡外界热量进入永冻层，冬天允许永冻层的热量传出地表。所以可以有效的保证永冻层温度低于0摄氏度。

3.地表植被：植被可以起到很好的降温作用。

4.泥炭：泥炭是产生永冻层最重要的因素。尤其是干泥炭，就像是绝热的器具可以有效保证永冻层低温。此外，泥炭中的水分由于吸收了大量潜伏热，从而使得地表温度降低，也起到了保证永冻层低温的作用。

基本类型

1.海底永冻层

2.连续永冻层

3.不连续永冻层

4.山地永冻层

相关研究

北极暖化是否会造成永冻层（permafrost）的快速融化一向为科学家们所关注，新研究指出阿拉斯加部分地区正面临永冻层快速溶解的窘境。永冻层若大量融解将对全球气候环境造成不小的冲击。永冻层是极寒冷地区常见的自然现象之一。相对于活冻层（active layer）岩石与土壤中的水会在冬天结冻，夏天融解；永冻层岩石与土壤中的水则是终年结冻。位在北极附近的阿拉斯加地区，永冻层为地表活冻层所覆盖，主要分布于地表下30~40公分，其稳定存在年限长达一千年以上。永冻层对环境扮演着重要的角色。譬如，永冻层可作为碳循环中的主要碳去处（sink）之一：由于有机物的分解与二氧化碳的生成受温度影响，因此北极寒冷的天气可减缓保存在永冻层内的有机物分解，并降低二氧化碳被释放到大气之中。近年来，逐渐升温的北极气候已成为许多科学家们的焦点。长期地表观测资料显示，过去30年来的增温现象已促使极区土壤的温度上升1~3度C。英国科学家，Colin Prentice表示阿拉斯加地区增温的幅度远高于全球平均升温值。然而，若北极温度持续升高，则永冻层很可能大量融解，但过去的观测并不能提供明确的答案。

研究方式

美国科学家Jorgenson与其研究团队于近期的Geophysical Research Letters提出北极永冻层快速融化的新发现。他们针对阿拉斯加北部地区进行密集的调查。研究方式以三个管道进行。（1）他们实地探讨此地区的植被、土壤、（微）地形变化与地下冰楔（ice wedges）溶化之间的关系；（2）他们利用空照图判读1945，1982及2001时期此地区的冰融喀斯特地形（thermokarst）数量变化；（3）他们将空照图进行影像处理后的频谱分析，判断此地区的水体变化。

研究结果

（1）不同阶段的地下冰楔溶化过程亦伴随着不同程度的地表下陷，水潭形成与植被改变，因此观察冰融喀斯特地形凹陷地的形成，可以表示永冻层的融化程度；（2）冰融喀斯特地形凹陷地的面积于过去廿年间快速扩张，其成长幅度为4.4%。若比较1945至1982与1982至2001期间凹陷地的密度变化，其增长幅度高达74倍，其中新形成的凹陷地占关键性的因素。（3）于高地地区，亦可发现许多逐渐增加的冰融喀斯特地形凹陷水潭。对于大型冰楔快速融化的现象，作者认为主要是受到1989~1998年间夏天异常严热所影响；同时，他们也指出，若北极暖化的现象不见改善，永冻层融化的现象将可能影响1/3的北极地区地貌，并严重地改变寒带草原的生态与温度气体的生成。Prentice则提出较保守的观点，他认为永冻层的融化可增加湿地的形成与加速有机物的分解过程，进而增加温室气体（甲烷及二氧化碳）的产生；但是，温室气体剧速增长的现象并没有出现在过去的冰蕊记录中，因此他对于永冻层融化所带来的影响持保留的态度。