警鐘敲響:中國五分之一冰川消融 西北水危機嚴峻
11月4日，美國政府正式通知聯合國，要求退出應對全球氣候變化的《巴黎協定》。
4個月前，冰島失去了奧克冰川。當地人聚集在一座碎石坡上，爲它舉辦了“葬禮”。紀念碑上，刻着一封給未來的信：這是第一條痛失冰川地位的冰川。在接下來的200年裡，我們所有的冰川都將遵循同樣的滅亡路徑……
事實上，冰川葬禮離我們並不遙遠。2016年，西藏阿里地區的阿汝冰川發生兩次冰崩事件；2018年，藏東南地區雅魯藏布江色東浦溝發生兩次冰崩堵江事件。根據中國兩次冰川編目統計，自1970年前後到2010年，全國冰川面積減少了12442.4平方公里，佔冰川總面積的20.6%。
1.我國五分之一冰川已消融
冰川，是氣候變化的記錄器和預警器。我國是世界上中低緯度冰川最發育的國家，其中以青藏高原爲主體的第三極是除南北兩極之外最重要的冰川富集地區。
中國科學院西北生態資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室副研究員郭萬欽告訴記者，修訂版的中國第一次冰川編目顯示，中國總計有冰川48410條，總面積爲60506平方公里。最新版中國第二次冰川編目顯示，2010年左右，中國總計有冰川53778條，總面積48063.6平方公里。幾十年間，我國冰川整體萎縮了12442.4平方公里，佔總面積的20.6%，其中，約有8310條冰川完全消失。冰川面積萎縮幅度最大的是西藏自治區，冰川面積整體減少了7680.7平方公里，整體萎縮幅度達到27.7%。雲南省則是冰川萎縮速率最快的省份，其冰川總面積減少了28.2%。
郭萬欽表示，大型冰川的退縮是全國冰川面積大幅減少的主要原因。8310條消失的冰川以小型冰斗冰川和懸冰川爲主。小型冰斗冰川大多隻有一個分支，多坐落於小山谷中，形狀類似簸箕。懸冰川貼於陡峭山坡之上，因爲其冰舌較短，厚度較薄，只有幾米到幾十米不等，更容易受到區域氣候變化的影響。
中國科學院青藏高原研究所研究員鄔光劍告訴記者，近期青藏高原溫度平均每10年上升0.4℃，升溫速度是全球平均升溫速度的兩倍。以我國藏東南地區阿扎冰川爲例，該冰川屬於海洋型冰川，冰川末端海拔目前只有兩千七百米左右。觀測記錄顯示，該冰川末端每年退縮30至60米。
“人類排放的溫室氣體使全球氣溫升高是冰川消融的主要原因。”中國科學院青藏高原所副研究員楊威說。氣溫升高導致冰面消融加劇和積累量減少，同時引起冰溫升高，冰裂隙增加，冰川破碎化加重，消融面增大等。冰川退縮也導致其“分解”，比如，喀喇崑崙山的音蘇蓋提冰川，到2010年已經分解成5條冰川。這也是在第二次冰川編目中，雖然冰川總體面積減少，冰川條數反而增多的原因。在冰川區降水的形式一般爲固態，即降雪，但隨着氣溫升高，在低海拔地區，冰川區降水中的降雨比例有所增加。降雨釋放的潛熱，也加速了冰川消融。
除此之外，黑碳氣溶膠等工業污染沉降在冰川表面，造成冰川反照率降低，更容易吸收太陽輻射，這在一定程度上加速了冰川消融。而冰川的消融會使黑碳在冰川表面富集，吸收更多熱量。
2.冰川消失後西北乾旱區水危機嚴峻
“冰川面積縮小隻是表面現象。實際上，冰量的變化反映了冰川水資源的損失。”中國科學院西北生態資源研究院研究員陳仁升說。冰川是一座“固體水庫”，對河川徑流起着重要的補充和調節作用。中國的冰凍圈是中國及周邊國家重要大江、大河的發源地，更是“一帶一路”乾旱內陸河流域的水塔，滋養着流域中的衆多人口。在全球變暖背景下，冰凍圈快速變化對中國特別是西部地區的水文過程與水資源具有較大的影響。
陳仁升表示，過去幾十年來，冰凍圈的快速變化導致流域徑流的改變，冰川融水量“先增後減”的拐點已經或即將出現。到20世紀末，中國冰川融水將明顯減少，其中祁連山區減少80%以上，青藏高原東部和南部地區約減少50%~90%，天山地區約減少30%～50%。
從單條冰川看，我國多數小型冰川的融水徑流量很可能已經出現了拐點，如祁連山寧纏河3號冰川。而面積相對較大的冰川很可能在最近出現徑流峰值，如祁連山七一冰川。
在流域尺度上看，冰川覆蓋率低、以小冰川爲主的流域，冰川融水“先增後減”的拐點已經出現，如受東亞季風影響較大的河西走廊石羊河流域、西風帶天山北坡的瑪納斯河和呼圖壁河流域以及青藏高原的怒江源、黃河源和瀾滄江源。部分流域在未來10~20年會出現冰川融水拐點，如天山南坡的庫車河和木扎特河、祁連山黑河和疏勒河以及青藏高原的長江源等。具有大型冰川的流域，冰川融水拐點出現較晚。
在山系尺度上，以小型冰川爲主的祁連山區，冰川融水徑流量很可能已經於2000年左右達到峰值，目前冰川融水徑流量已經呈現減少趨勢，而崑崙山東部則可能在2040年左右才達到融水徑流量峰值。
在中等排放情景下，全球平均溫升2℃時，徑流量將達到峰值。之後，部分流域徑流量減少可達50%以上，將導致一些小型河流和過去以冰川融水爲主要補給的河流斷流，河川徑流豐枯變化明顯，局地性洪旱災害加劇，在枯水季節或年份將可能出現區域性水危機。
大多數冰川消失以後，一旦降水量減少、氣候變幹，西北乾旱區將會出現區域性的長期水危機。因此，將排放控制在中等排放情景內，全球氣溫控制在2℃溫升以內，是保障西北乾旱區河川徑流穩定的關鍵。
3.青藏高原冰川災害正在增加
2016和2018年，我國西藏地區共發生了多起冰崩事件，敲響了應對冰川消融的白色警鐘。中國科學院青藏高原所參與了這些冰崩事件的應急考察工作，鄔光劍介紹，中國冰川分佈廣泛，冰川類型與性質各不相同。2016年發生冰崩的阿汝冰川屬於極大陸型冰川，而2018年發生冰崩的藏東南地區冰川屬於海洋型冰川。這兩種類型不同的冰川都發生了冰崩事件，很可能說明目前青藏高原的冰川整體處於不穩定的狀態，而冰川災害發生的範圍正在逐漸擴大。
冰川在重力作用下失去穩定性是導致冰崩的直接原因，而更深層次的原因是氣候變暖改變了冰川幾何形態、物理性質、熱力學結構和液態水含量，從而在整體上增加了冰川的不穩定性。鄔光劍告訴記者，冰川一直處於變化中，之所以現在更受關注，是因爲全球氣候變暖加速了冰川的變化，並使得冰川災害增加。除了冰崩，冰川災害還包括冰川躍動、冰川泥石流、冰湖潰決洪水等。災害往往不是單純地發生，它容易誘發多種次生災害，形成災害鏈，從而延長災害時間和放大災害的後果。
目前，我國對冰川災害的研究還比較薄弱，這也是正在進行的第二次青藏高原科考的重要內容之一。鄔光劍認爲，首先，要做好普查工作，蒐集和整理過去的冰川災害記錄，理清冰川災害的區域分佈特徵和發生規律。其次，應加強冰川變化和監測研究。通過遙感影像對災害發生的重點區域進行普查，確定容易發生冰川災害的重點對象，定期給這些冰川“體檢”，開展詳細的野外考察和監測，對易發生災害的冰川進行測量，包括冰川的運動速度，每年虧損量、積累量，以及冰川周圍的氣象數據。由此，模擬冰川變化和冰川災害過程，揭示冰川災害的發生機理。最後，要建立完善的冰川災害監測預警體系。
4.探究適應冰凍圈變化的路徑
“冰凍圈是氣候系統中變化最敏感、反饋最直接的圈層。”楊威說。聯合國政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告指出，由於增溫，全球範圍的冰川持續退縮，多年凍土退化。在許多區域，冰凍圈消融正在改變區域內水文系統，影響當地水資源量和水質。在半乾旱地區和以冰川融水爲補給的區域，將會受到洪水和滑坡的威脅。
模擬預估顯示，冰蓋的損失可能會導致大規模、不可逆的海平面上升。極地地區冰川(冰蓋)、凍土、淡水和海洋條件發生改變，使當地淡水資源和陸地生態系統、海洋生態系統面臨風險，影響物種棲息地、數量、物候和繁殖力等。多年凍土退化導致陸路交通設施和建築物等基礎設施損毀，海冰消融給北極沿海居民帶來更多暴風雨侵襲的風險。冰凍圈的這些變化正在或即將給全球生態和社會經濟系統帶來巨大威脅。
越來越多證據表明，從20世紀70年代開始，全球持續變暖，其影響範圍和程度不斷增加，由此引起的冰凍圈災害在頻率、強度和損失上都有增加趨勢。我國冰凍圈的快速變化，對區域社會經濟系統產生了廣泛而深刻的負面影響，主要體現在對乾旱區綠洲農業、寒區重大工程、寒區畜牧業、冰雪旅遊業等產生綜合影響。中國冰凍圈主要處在西部地區，經濟水平較爲落後，應對冰凍圈變化的能力有限。目前，適應仍然是應對冰凍圈變化的主要途徑。冰凍圈變化對社會經濟系統的綜合影響分析是適應冰凍圈快速變化的基礎，其適應性管理戰略則是減輕冰凍圈快速變化的不利影響、降低自然和社會經濟系統損失，進而減緩其不利影響的最終目標。
在全球變暖背景下，冰凍圈快速變化及其與生物圈、岩石圈、水圈、大氣圈、人類圈之間的相互作用日趨加劇，特別是對水文水資源、生態系統、人類經濟社會可持續發展帶來廣泛而深刻的影響。未來亟待開展對中國冰凍圈致災致利效應、防災減災措施、風險評估及冰凍圈功能服務等方面的系統集成研究。