O conteúdo de água descongelada em solo congelado afeta o ciclo de gelo-degelo, ciclo hidrológico, água e troca de energia entre a terra e o ar, crescimento da vegetação e resistência estrutural do solo em regiões frias. Atualmente, explicações teóricas para a presença de água não congelada incluem ação de capilaridade, efeito de superfície, forças de adsorção e a dupla camada elétrica.

Contudo, além da capilaridade, poucos estudos têm discutido a contribuição de outras funções para a formação de água não congelada em solo congelado, bem como as diferenças e relações entre essas funções, que afeta diretamente a modelagem física e o cálculo do conteúdo de água não congelada, e indiretamente restringe a aplicação do modelo de água não congelada nas áreas de clima, hidrologia, ecologia e engenharia.

Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Gao Xiaoqing do Instituto Noroeste de Ecoambiente e Recursos (NIEER) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), juntamente com pesquisadores do Instituto de Física Atmosférica do CAS, estabeleceu um modelo teórico baseado na estrutura elétrica de dupla camada, para calcular o conteúdo de água não congelada do solo congelado e explorar o controle em uma curva característica de congelamento do solo.

Neste estudo, os pesquisadores presumiram que a água residual não congelada em temperaturas muito baixas é mantida dentro da solução da camada de adsorção e que a água não congelada restante sob a influência dos efeitos de superfície é a solução catiônica na camada difusa.

A semelhança na estrutura matemática subjacente dos modelos teóricos e paramétricos derivados aos modelos semi-empíricos atuais sugere ainda que os efeitos de superfície da argila são as principais causas de água descongelada em solo congelado.

"Nosso modelo teórico de teor de água não congelada ilustra a relação entre as quantidades físicas microscópicas e as propriedades mecânicas macroscópicas de solos congelados." disse o Prof. Gao, "Contudo, algumas aproximações e suposições necessárias ao derivar o modelo não são verdadeiramente representativas do solo congelado real, portanto, esperamos resolver esses problemas em estudos futuros. "

Este estudo foi publicado em Pesquisa de Recursos Hídricos , intitulado "Modelagem do conteúdo de água não congelada de solo congelado com base nos efeitos de absorção de superfícies de argila."