多年冻土中广泛存在的地下冰，犹如支撑多年冻土的“隐形支架”。在气候变暖背景下，地下冰逐渐融化，上覆土体失去支撑后发生压缩和不均匀下沉，形成热融沉降。该过程不仅可能造成道路、管线和建筑物变形，还会重塑地表水文条件，影响土壤热量交换和碳循环过程。然而，现有地球系统模型对多年冻土热融沉降的描述仍较为有限。

近日，我站研究人员联合南京信息工程大学等单位，利用移动网格多年冻土模型，将热传导、地下冰融化和热融沉降过程进行耦合。定量揭示了地下冰融化引发的热融沉降如何改变多年冻土内部的能量传输，加速多年冻土退化，并影响寒区水分释放和冻土碳库解冻。结果表明，气候变暖程度越高、地下冰含量越大，热融沉降越显著。在SSP1-2.6、SSP4-6.0和SSP5-8.5三种未来排放情景下，累计热融沉降的增加速率分别约为每10年0.43米、0.58米和0.77米。在实测地下冰含量条件下，多年冻土完全退化时累计沉降量预计超过13米；当地下冰含量增加一倍时，高排放情景下的累计沉降量可能超过25米。多年冻土吸收的热量中仅约10%直接用于升高地温，超过88%用于地下冰融化所需的相变潜热；考虑热融沉降后，多年冻土完全退化时间平均分别提前约47年、29年和17年；在地下冰含量较高的部分情景中，退化时间可提前80年以上（图1）。

该研究深化了气候变化背景下对多年冻土变化过程的认识，为评估多年冻土变化对地表稳定性、寒区水资源和水-热-碳-气候反馈的影响提供了理论依据。未来应进一步结合长期野外观测、室内试验和高分辨率模拟，完善地下冰与热融沉降的参数化方案，并考虑冻胀过程及其与热融沉降的耦合影响，以进一步提升对多年冻土退化及相关水-热-碳效应的模拟能力。

相关成果以“Thaw subsidence accelerates permafrost degradation”为题发表于《The Innovation Geoscience》。中国科学院西北生态环境资源研究院胡国杰研究员为论文第一作者，南京信息工程大学赵林教授为通讯作者。研究获得国家自然科学基金、冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室等项目联合资助。

论文链接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-geo.2026.100242

图1 不同气候排放情景和地下冰条件下五道梁观测场多年冻土退化过程。（a）实测地下冰含量；（b）地下冰含量增加20%；（c）地下冰含量增加50%；（d）地下冰含量增加100%。“Obs”“+20%”“+50%”和“+100%”分别表示实测地下冰含量以及在此基础上的相应增加的幅度。蓝色阴影表示多年冻土区域。

图文：胡国杰 审核：吴通华