青藏铁路被称为“天堂之路”，因为它是世界上最高的铁路，全程大约有960公里是在海拔4000米以上的地区——比世界上任何一条高原铁路都长。
乘坐火车行驶在青藏铁路上，我们会与许多奇妙的景象相遇，其中一个被讨论比较多的是，在一些路段中，旅客可以看到铁路两旁插着许多铁棒。
这些铁棒很高，有一些地区是斜插着，有些地区则是笔直的插着。
据信整个青藏铁路两旁有1.5根这种铁棒，整个插棒的路段累计超过35公里。
另外，我还查到这些铁棒还相当昂贵，网上有传言它们要20万元一根。
那么问题来了，这些铁棒到底是什么，为什么要在青藏铁路两旁放上这么多根呢？
这些铁棒到底是什么？
这些铁棒被称为热棒，它们其实是青藏铁路的热导装置，是给铁路下面的路面降温用的，而之所以路面需要降温，是因为青藏铁路有很长一段路是在永久冻土上建造的。
永久冻土对施工是非常不友好的，因为一些永久冻土的表层会随着季节性融化和冻结，让土地在蓬松和坚硬间切换，从而导致上面的基建损毁。
“有昆仑山脉在，铁路就永远到不了拉萨！”
这句话是美国现代火车旅行家保罗·索鲁在他的数据《游历中国》中，对西藏通铁路的一个预测。
他做出这样预测的原因很简单，因为如果你要把火车开到拉萨，至少要经历550公里长永久冻土区。
铁路要在永久冻土区建造是非常困难的，必须要解决永久冻土季节性变化的问题——最主要的就是阻止它融化，热棒就有这个作用。
热棒的相关技术并不是什么先进的创新，类似的东西我们可以在许多需要散热的机器中找到，只是它们通常叫作“热管”。
图：电脑中的热管
原理非常简单，就是应用一些非常容易吸热挥发的物质作为，在管/棒内部循环，完成热源与外界的热量交换。
对于青藏高原的热棒来说也是一样，它就是一个散热系统，只是热源换成了永久冻土。
据信这些热棒有三种规格——8米、10米和12米（也有说法它们还有7米的规格），其中大部分长度都埋在地下，只有2米左右裸露在外作为热交换的外界部分。
这些热棒内部装载的导热介子主要是液氨，液氨的沸点很低，在冬季的时候，空气的温度比永久冻土的温度低很多，这时候液氨会吸收永久冻土的热量并挥发到热棒的地面部分，这部分装有散热片，可以快速将热量传递给空气，而氨在地面冷却液化之后又回到热棒的底部，继续吸收那里的热量，以此循环。
但是在夏季的时候，永久冻土的温度会比空气温度低，这时候热棒就不起作用了，永久冻土这时也不再是“热源”了。
但这个散热系统可以在一整年内，确保青藏铁路下面的永久冻土是在热量流失的，这已经可以有效阻止它的融化了。
你可能会问，热棒这么贵，只发挥这么点作用，真的有必要吗？或者直接在永久冻土融化的时候打地基造铁路不好吗？
热棒这么贵真的必须用吗？
热棒确实是有效果的，这个是中国的科学家经过很长时间的试验之后才用于实践的。
实验结果是热棒的影响半径在1.8米左右，而倾角在25°~30°之间时降温效果最佳。
这就是为什么现在有一些热棒是斜着插的，以及两根热棒间的距离是3米左右的原因所在。
另外，在永久冻土上无论你在什么时候施工或者打地基都是没用，因为冰冻时它的体积会增大，而融化时会沉降，这些都会破坏建筑结构，特别是上面还有火车在运行时。
想要延长铁路的使用寿命，唯一的办法就是不要让它温度波动得太厉害，而永久冻土的类型也不相同——年平均温度不同，而对于一些永久冻土来说，热棒就是一种不错的选择。
不过，一根热棒20万元，这个确实是有点夸张了，实际应该不用这么贵，因为无论是材料还是技术都不值这个价。
我不知道这个价格哪里传出来的，如果属实的话，估计也是它整个使用周期内包括维护在内里的所有费用总和。
我这边有查到一份公开的关于青藏铁路热棒的合作相关文书[1]，咱们国家其实是和新加坡一家热棒生产公司合作，当时签订的合同是2100万元——远达不到20万元一根，不过内容中我并没有看到这家公司是否提供了青藏铁路的全部热棒。
全球变暖青藏铁路咋办？
众所周知，现在全球变暖的趋势越来越明显，永久冻土的融化变得越来越难以控制，很多人可能会担心这对青藏铁路会有影响吗？
答案是肯定的。
不过青藏铁路的永久冻土区的“散热系统”远不止热棒一种方式，它在建设之初就有许多应对全球变暖的方案。
据信，青藏铁路永久冻土区总长度为632公里——比预先设想的550公里要长许多，其中属于温暖永久冻土的有275公里——这些土地年平均温度在0 ~ - 1℃之间，221公里属于富冰永久冻土区——这些土地含冰量大于20%，还有是两者之间摇摆的永久冻土。
不同的永久冻土，它们有着完全不同的属性，所以也需要有不同的防御措施。
图：青藏铁路上的遮阳棚
对于大部分永久冻土区，只要给它铺上碎石和遮阳篷就好了。
遮阳棚可以反射掉太阳辐射以减缓地面升温。
碎石则会在冬季的时候引发瑞利-贝纳德对流，并释放永久冻土的热量，而在夏季的时候碎石则可以有效防止对流，同时碎石接触面通常很小，它可以有效减缓永久冻土层从周围空气中获得热量。
图：不同区域碎石的铺设方式也有所讲究
另外一些区域还会铺设通风管道，这个和热棒作用差不多，也是通过对流的方式来降温地面。
这种主要是设立在空气年平均气温高于永久冻土3℃左右的区域，管道加大了冻土对流的表面积，从而更快更容易降温。
图：青藏铁路上的通风管道
还有一种方式，就是在一些区域会添加一些材料。
这些材料在冰冻和解冻状态有着不同的热传导效率，以此来让永久冻土在冬季时扩大热量流失、夏季时则减少热量输入。
其实，你会发现，热的三种传递方式——辐射、对流和传导，在青藏铁路的永久冻土区都有所应用，这些会最大程度的降低全球变暖带来的影响。
参考：
[1].https://sunpower.listedcompany.com/newsroom/Press_Release_Heat_Pipe_Contracts_final.pdf
