青藏科考

“亚洲水塔”失衡影响几何?

文章来源 :

2020-01-06 11:25

       中国气象报记者 吴鹏
  本期专家顾问:中国科学院青藏高原研究所研究员 邬光剑
  编者按:
  近日,第二次青藏高原综合科学考察研究团队在京召开成果发布会,正式发布科考十大任务之一——“亚洲水塔”变化与影响及应对科考成果。
  研究发现,在全球78个“水塔”单元中,“亚洲水塔”占16个,是全球最重要的“水塔”,但同时也是最脆弱、风险最大的“水塔”。在气候变暖变湿背景下,“亚洲水塔”正在发生固液比例失衡的转变,导致冰川退缩和冻土退化,冰湖溃决、冰崩、泥石流等灾害风险加剧,影响着我国及“一带一路”沿线国家20多亿人的生存和发展。
  “亚洲水塔”为何会失衡?失衡后又将产生什么影响?这些影响又将给气候带来哪些变化?

图片由第二次青藏科考队提供

  “冰川王国”上空的“达摩克利斯之剑”
  在喜马拉雅山脉区和塔克拉玛干沙漠之间,屹立着一个巍峨“巨人”——青藏高原。这里山脉纵横,冰川、湖泊星罗棋布,平均海拔在4000米以上,与周围地形构成极大反差。现有湖泊占我国湖泊总面积的52%,冰储量占我国冰川总储量的80%,是除南北极以外冰雪储量最大的地区,被誉为地球中低纬度高海拔永久冻土和山地“冰川王国”。
  丰富的水资源与巨大的势差使得高耸的青藏高原如同世界上一个最大的“水塔”,向周边低地区域输送着大量的水资源。这里是中国及周边地区许多大江大河的发源地,孕育了长江、黄河、印度河、湄公河和恒河等亚洲重要河流系统。黄河总水量的49%、长江水量的25%、澜沧江(湄公河)水量的10%都来自青藏高原,可谓“万川之源”。
  冰川可以储水,高大山体可以拦截水汽,而冰川、冻土、积雪、湖泊、陆地生态系统又可以调节河川径流,青藏高原也因此被称为“亚洲水塔”。然而,不知从何时开始,“达摩克利斯之剑”已经悬在它的上空。这把剑就是气候变暖。
  过去50年来,人类经历了前所未有的全球变暖,以青藏高原为核心的“第三极”地区更是全球变暖最强烈的地区。冰芯记录表明,当前为青藏高原过去1000年以来的最暖期。在全球每十年升温0.17℃的背景下,这一地区每十年升温幅度高达0.3℃至0.4℃,是同期全球其他地区平均值的两倍。与此同时,该地区降水量总体呈增加趋势,每十年增加2.2%。可见,世界屋脊正在变暖变湿。
  模式模拟结果表明,在未来温室气体中等排放情景(RCP4.5)下,相对于1960-1990年的基准值,到2050年青藏高原气温可能将上升3.2℃;而在全球温室气体高排放情景(RCP8.5)下,升温幅度将达3.5℃。在温室气体中等排放和高排放情景下,到2100年青藏高原的升温幅度可分别达3.9℃和6.9℃。
  冰川的“失落”与湖泊的“狂欢”
  全球变暖冰先知。气候变暖犹如一把慢刀,在拥有巨大冰川储量的“亚洲水塔”上捅开了一道道口子,上万条冰川在全球变暖的紧逼下步步退缩、快速消融。今年8月,人们在冰岛为已经存在了700年的“Ok佳库”冰川举办了一场特殊的葬礼,以此纪念这条消逝的冰川。而在地球另一端的青藏高原,许多冰川也正在逐渐萎缩甚至消亡。
  过去50年,“亚洲水塔”的冰川整体上处于亏损状态,冰川储量减少了20%左右。青藏高原及其相邻地区的冰川面积由5.3万平方公里缩减至4.5万平方公里,退缩了15%,其中喜马拉雅山及藏东南地区冰川末端退缩幅度最大。自1976年以来,藏东南冰川退缩幅度平均每年达40米,有的冰川每年退缩甚至超过60米;唐古拉中东段、念青唐古拉西段和喜马拉雅冰川末端退缩速率相当,平均每年约为20-30米;向西至各拉丹冬地区每年约为17米,普若岗日冰原每年退缩4米左右。
  与冰川“失落”形成鲜明对比的是湖泊和河流的“狂欢”。在冰雪消融的润泽下,湖泊和河流都开始了各自的“扩张之旅”。
  “亚洲水塔”湖泊数量众多,面积大于1平方公里的湖泊有1000多个。受冰川融水补给,“亚洲水塔”湖泊数量明显增多,80%以上的湖泊在扩张。面积大于1平方公里的湖泊数量从20世纪70年代的1081个增加到2010年的1236个,湖泊面积从4万平方公里增加到近5万平方公里。
  1976-2010年,青藏高原中部江湖源的色林错、纳木错、巴木错、蓬错、达如错和兹格塘错等6个湖泊的面积扩张了20.2%,尤其在1999年以后表现出显著的加速扩张。其中,受冰川融水补给的色林错、纳木错和蓬错湖泊水位在1999-2010年分别上涨了1米、0.7米和1.1米左右,较非冰川补给湖泊上涨更明显。1972-2017年,色林错的面积增加了710.5平方公里,水储量增加了24.9Gt(千兆吨),目前已经超过纳木错成为西藏最大的湖泊。2017年,色林错的面积达到了2396平方公里。
  受冰川融水径流量上升影响,20世纪70年代以来青藏高原河流径流量也在不同程度上有所增加,雅鲁藏布江、印度河上游年径流量呈增加趋势。
  在未来全球升温1.5℃的情景下,青藏高原及周边地区将升温2.1℃,这将导致到21世纪末青藏高原及周边地区冰川的冰储量减少到目前的64%。而在全球升温2℃的情景下,“亚洲水塔”的气温将增加4℃,青藏高原及周边地区冰川冰储量减少比例在中亚地区达到80%,在青藏高原西部地区高达98%。
  2060-2070年,气候变暖将导致“亚洲水塔”地区出现更大规模的冰川消退。如果人类不加大减排力度,控制温室气体排放量,那么越来越多的冰川将被时间埋葬,永远退守到人们的记忆之中。
  “狂欢”之后
  冰川融化导致湖泊面积扩大、河流径流量增加,这从表面上看似乎是好事,但其实背后掩盖了残酷的真相。
  气候变暖导致温度升高、极端降水频发、雪线上移、冰川消退等环境变化,改变了高原地区水文地质条件和地表孕灾环境,增加了灾害发生的频率、规模和复杂性。“变暖”加快了冰川融化速度,导致冰体温度升高;而“变湿”则增大了冰川的物质积累,加快冰川运动速度。在气候变暖背景下,过去相对稳定且运动速度相对缓慢的冰川,已经变得不稳定,并有可能出现大幅度的剧烈运动和强烈的消融,进而引发冰崩、冰川跃动、冰湖溃决、冰川泥石流等各种冰川灾害。
  2016年7月17日,阿里地区阿汝错流域的53号冰川发生大规模崩塌事件,形成7000万立方米的冰崩堆积体,部分冰崩物质甚至冲进了阿汝错,形成湖涌。若冰崩发生的海拔较高,还能进一步诱发冰碛物碎屑流、冰川泥石流、冰湖溃决等次生灾害。2018年10月17日和29日,位于藏东南地区雅鲁藏布江大拐弯处的色东普沟连续发生冰崩堵江事件。冰崩及其携带的冰碛物堆积在雅鲁藏布江河谷中,堵塞河道,形成堰塞湖,致使上游水位上涨,对当地和下游区域居民的生命财产安全造成极大威胁。1981年7月10日和2016年7月5日,西藏聂拉木县樟藏布冰湖发生溃决,冲毁下游道路、桥梁和电站,对尼泊尔境内造成重大影响。从阿汝错冰崩、雅鲁藏布江冰崩堵江和樟藏布冰湖溃决灾害可以看出,“亚洲水塔”正在失衡。随着气候持续变暖,青藏高原上的冰川将变得更加不稳定,发生冰川灾害的风险也将增加。
  在我国西北干旱地区和中亚干旱区,高山冰川融水对河川径流起到了“削峰填谷”的作用,“水塔”功能尤为突出:在干旱年份,冰川融水对河川径流的补给能够在一定程度上缓解下游地区的干旱;在湿润年份,这种补给作用又使得河川径流量的变化趋于平缓。这些地区的工农业生产和生态系统、生态环境均依靠高原河水来维持和支撑。然而,冰川消退后,以季节性冰川融水补给为主的河流能够提供的淡水量也会随之减少。换言之,“亚洲水塔”冰川融化意味着未来几十年下游地区居民可能会面临淡水资源短缺的问题。
  此外,气候变暖在“亚洲水塔”引发的变化就像涟漪一样,通过大气圈和水圈扩展到全球,与南极、北极变化协同联动,进而影响全球气候变化和水循环。
  “亚洲水塔”变化正在引发季风环流的重新调整,进而影响中国东部和亚洲环境。积雪作为亚洲水塔的重要组成部分,是调制印度季风降水的一个活跃因子。随着“亚洲水塔”发生变化,积雪对印度季风的调制作用机制可能正在发生转型。例如,1990年之前欧亚大陆中部(包括欧洲东部、西西伯利亚、中亚和喜马拉雅山脉西部)春季积雪与印度夏季降水之间存在显著负相关关系,但在1990年之后该负相关关系逐渐消失,这是气候变暖背景下地球系统发生重大变化的一个强烈信号。
  “亚洲水塔”变化通过圈层相互作用产生广域效应。冰川加速消融和外流河流径流量增加,对全球海平面变化产生影响,进而通过对海平面的调整对我国沿海地区产生严重影响。

 

(来源:《中国气象报》2019年12月27日四版 责任编辑:王美丽)