Il contenuto di acqua non congelata nel terreno ghiacciato influisce sul ciclo di gelo-disgelo, ciclo idrologico, scambio idrico ed energetico tra terra e aria, crescita della vegetazione e resistenza strutturale del suolo nelle regioni fredde. Attualmente, le spiegazioni teoriche per la presenza di acqua non congelata includono l'azione di capillarità, effetto di superficie, forze di adsorbimento e il doppio strato elettrico.

Però, oltre alla capillarità, pochi studi hanno discusso il contributo di altre funzioni alla formazione di acqua non congelata nel terreno ghiacciato, così come le differenze e le relazioni tra queste funzioni, che influenza direttamente la modellazione fisica e il calcolo del contenuto dell'acqua non congelata, e limita indirettamente l'applicazione del modello dell'acqua non congelata nei campi del clima, idrologia, ecologia e ingegneria.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Gao Xiaoqing del Northwest Institute of Eco-Environment and Resources (NIEER) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), insieme ai ricercatori dell'Istituto di Fisica dell'Atmosfera del CAS, stabilito un modello teorico basato sulla struttura elettrica a doppio strato, per calcolare il contenuto di acqua non congelata del suolo ghiacciato ed esplorare il controllo su una curva caratteristica di congelamento del suolo.

In questo studio, i ricercatori hanno ipotizzato che l'acqua non congelata residua a temperature molto basse sia trattenuta all'interno della soluzione dello strato di adsorbimento e che l'acqua non congelata rimanente all'interno dell'influenza degli effetti superficiali sia la soluzione cationica nello strato diffuso.

La somiglianza nella struttura matematica sottostante dei modelli teorici e parametrici derivati ​​agli attuali modelli semi-empirici suggerisce inoltre che gli effetti superficiali dell'argilla sono le principali cause dell'acqua non congelata nel terreno ghiacciato.

"Il nostro modello teorico del contenuto di acqua non congelata illustra la relazione tra le quantità fisiche microscopiche e le proprietà meccaniche macroscopiche dei terreni congelati". ha detto il prof. Gao, "Però, alcune approssimazioni e ipotesi necessarie per derivare il modello non sono veramente rappresentative del vero terreno ghiacciato, quindi speriamo di risolvere questi problemi in studi futuri".

Questo studio è stato pubblicato su Ricerca sulle risorse idriche , intitolato "Modellazione del contenuto di acqua non congelata del suolo ghiacciato in base agli effetti di assorbimento delle superfici di argilla".