Innehållet av ofruset vatten i frusen jord påverkar frys-upptiningscykeln, hydrologisk cykel, vatten- och energiutbyte mellan land och luft, vegetationstillväxt och markens strukturella styrka i kalla regioner. För närvarande, teoretiska förklaringar till förekomsten av ofruset vatten inkluderar kapillärverkan, yteffekt, adsorptionskrafter och det elektriska dubbelskiktet.

Dock, förutom kapilläritet, få studier har diskuterat bidraget från andra funktioner till bildandet av ofruset vatten i frusen jord, såväl som skillnaderna och relationerna mellan dessa funktioner, som direkt påverkar den fysiska modelleringen och innehållsberäkningen av ofruset vatten, och indirekt begränsar tillämpningen av ofruset vattenmodell inom klimatområdet, hydrologi, ekologi och teknik.

Nyligen, en forskargrupp ledd av Prof. Gao Xiaoqing från Northwest Institute of Eco-Environment and Resources (NIEER) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS), tillsammans med forskare från Institute of Atmospheric Physics of CAS, upprättat en teoretisk modell baserad på den elektriska dubbelskiktsstrukturen, för att beräkna ofruset vatteninnehåll i frusen jord och utforska kontrollen på en markfryskarakteristisk kurva.

I den här studien, forskarna antog att det kvarvarande ofrusta vattnet vid mycket låga temperaturer hålls i adsorptionsskiktslösningen och att det kvarvarande ofrusta vattnet inom påverkan av yteffekter är den katjoniska lösningen i det diffusa lagret.

Likheten i den underliggande matematiska strukturen hos de härledda teoretiska och parametriska modellerna med nuvarande semi-empiriska modeller tyder vidare på att yteffekterna av lera är de främsta orsakerna till ofruset vatten i frusen jord.

"Vår teoretiska modell för ofruset vatteninnehåll illustrerar förhållandet mellan de mikroskopiska fysikaliska kvantiteterna och de makroskopiska mekaniska egenskaperna hos frusna jordar." sa prof. Gao, "Dock, vissa approximationer och antaganden som behövs för att härleda modellen är inte riktigt representativa för verklig frusen jord, så vi hoppas kunna lösa dessa problem i framtida studier."

Denna studie har publicerats på Vattenresursforskning , med titeln "Modellering av ofruset vatteninnehåll i frusen jord baserat på absorptionseffekterna av lerytor."