王寧練 姚檀棟 徐柏青 陳安安 王偉財(cái)

1 中國(guó)科學(xué)院青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心 北京 100101 2 中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所 北京 100101 3 西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院 西安 710127 4 陜西省地表系統(tǒng)與環(huán)境承載力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 西安 710127

雖然冰川位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，但其變化會(huì)對(duì)區(qū)域水資源甚至全球環(huán)境帶來(lái)重要的影響。地球上 68.7% 的淡水資源集中在冰川上，盡管南極冰蓋和格陵蘭冰蓋的冰儲(chǔ)量占地球總冰儲(chǔ)量（2 776 萬(wàn)立方公里[1,2]）的99.4%，其余 0.6% 的冰儲(chǔ)量①16萬(wàn)立方公里（冰量），相當(dāng)于每年全球河川入海徑流量3.8萬(wàn)立方公里（水量）[3]的3.8倍。集中在山地冰川上，但是山地冰川對(duì)氣候變化的響應(yīng)極為迅速[4]，其變化帶來(lái)的影響已受到科學(xué)界以及各國(guó)政府、社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。例如，最新研究表明近幾十年來(lái)山地冰川物質(zhì)損失對(duì)同期海平面上升的貢獻(xiàn)達(dá)到 25%—30%[5]；歐亞發(fā)展銀行密切關(guān)注氣候變暖、冰雪消融對(duì)中亞水資源的影響[6]等。“水塔”一詞已被廣泛用來(lái)強(qiáng)調(diào)山地對(duì)下游鄰近地區(qū)提供淡水資源的重要性，在全球范圍內(nèi)廣泛分布的山地尤其是干旱半干旱地區(qū)的山地是“水塔”的主要分布區(qū)域[7,8]，青藏高原及周邊地區(qū)也即第三極地區(qū)②即以青藏高原為核心的亞洲高山集中分布區(qū)，包括青藏高原及其周邊山地以及帕米爾高原、天山山脈和阿爾泰山。被稱(chēng)為“亞洲水塔”[9]。高聳的地勢(shì)使得這里成為地球上中低緯度冰川最發(fā)育的地區(qū)。因此，充分認(rèn)識(shí)這一地區(qū)冰川變化及其影響，有助于理解“亞洲水塔”對(duì)區(qū)域水資源和區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的重要性。本文以目前所獲得的觀測(cè)資料和相關(guān)的研究資料為基礎(chǔ)，試圖揭示這一地區(qū)冰川近期變化的總體特征與趨勢(shì)，并闡明其變化對(duì)水資源和海平面變化的影響。

1 青藏高原及周邊地區(qū)不同流域冰川的分布狀況

冰川編目資料是研究冰川空間分布的關(guān)鍵。全球冰川編目研究工作早在國(guó)際地球物理年（1957—1958 年）時(shí)就已經(jīng)提出，但前期進(jìn)展非常緩慢。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，1995 年美國(guó)科學(xué)家發(fā)起了GLIMS（Global Land Ice Measurements from Space）計(jì)劃，冰川編目工作得到了前所未有的發(fā)展[10]。我國(guó)自 20 世紀(jì) 70 年代末期以來(lái)，先后 2 次系統(tǒng)性地完成了我國(guó)冰川的編目工作[11,12]。根據(jù)美國(guó)國(guó)家雪冰數(shù)據(jù)中心最新版本的全球冰川編目資料（Randolph v.6.0）[2]，在 21 世紀(jì)第 1 個(gè) 10 年時(shí)期青藏高原及周邊地區(qū)冰川共有 97 760 條，面積為 98 739.7 平方公里，冰儲(chǔ)量約為 7 481 立方公里[5]，分別約占全球山地冰川（冰帽）總數(shù)量（215 547 條，包括格陵蘭邊緣區(qū)域和南極及其周邊區(qū)域）的 45.4%、總面積（705 738.8 平方公里）的 14.0% 和總冰儲(chǔ)量（161 543 立方公里）的 4.6%。如果在全球山地冰川（冰帽）中不將格陵蘭邊緣區(qū)域和南極及其周邊區(qū)域的冰川（冰帽）計(jì)算在內(nèi)，那么青藏高原及周邊地區(qū)冰川的面積和儲(chǔ)量將分別占全球山地冰川的 20.4% 和 7.6%。

冰川在不同流域的分布情況，是冰川水資源狀況評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)。依據(jù)全球冰川編目資料[2]和青藏高原及周邊地區(qū)的流域界線(xiàn)，我們統(tǒng)計(jì)了青藏高原及周邊地區(qū)不同流域的冰川分布情況（表 1）。結(jié)果表明，印度河流域分布的冰川數(shù)量最多、面積最大，達(dá) 22 431 條，總計(jì) 27 267.2 平方公里，占青藏高原及周邊地區(qū)冰川總數(shù)量的 22.95%、總面積的 27.61%；其次是塔里木河流域，該流域分布的冰川面積占青藏高原及周邊地區(qū)冰川總面積的 20.61%；再次是阿姆河流域，其分布的冰川面積占青藏高原及周邊地區(qū)冰川總面積的 11.15%；黃河流域分布的冰川面積最小，僅 125.9 平方公里，占青藏高原及周邊地區(qū)冰川總面積的 0.13%。另外，統(tǒng)計(jì)結(jié)果還表明，青藏高原及周邊地區(qū)外流水系分布的冰川面積（50 176.9 平方公里）較內(nèi)流水系分布的冰川面積（48 562.8 平方公里）大，這很可能意味著外流水系是水汽進(jìn)入青藏高原及周邊地區(qū)的主要通道。換句話(huà)說(shuō)，青藏高原及周邊地區(qū)冰川的分布除受地形影響外，還受到水汽來(lái)源方向的影響。

表 1 青藏高原及周邊地區(qū)不同流域冰川分布情況統(tǒng)計(jì)

2 近 50 年來(lái)冰川變化的時(shí)空格局及其原因

廣義的冰川變化研究，包括冰川物理屬性③包括：溫度、成冰過(guò)程、形態(tài)（長(zhǎng)度、面積、體積等）、積累、消融、物質(zhì)平衡、雪線(xiàn)/平衡線(xiàn)高度、光學(xué)特征、電磁學(xué)特征、力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、組成等。、冰川化學(xué)成分④包括：水同位素組成、可溶性化學(xué)物質(zhì)組成、不可溶物質(zhì)組成、 pH 值等。以及冰川侵蝕、沉積地貌過(guò)程的變化等多個(gè)方面?，F(xiàn)代冰川變化研究，大多考慮冰川變化與氣候、水文過(guò)程之間的關(guān)聯(lián)，因此更多地關(guān)注冰川平衡線(xiàn)高度、面積、物質(zhì)平衡、長(zhǎng)度、積累區(qū)范圍以及冰川溫度等方面的研究?？紤]到目前青藏高原及周邊地區(qū)冰川觀測(cè)與研究資料的限制，這里僅對(duì)冰川平衡線(xiàn)高度、面積、物質(zhì)平衡這 3 個(gè)要素過(guò)去幾十年的變化進(jìn)行分析和討論，并在宏觀尺度上對(duì)青藏高原及周邊地區(qū)冰川面積和物質(zhì)平衡變化的空間格局特征進(jìn)行系統(tǒng)綜合分析。

2.1 冰川平衡線(xiàn)高度變化

冰川平衡線(xiàn)高度是冰川上年物質(zhì)積累與年物質(zhì)損耗相等位置處的海拔高度。冰川前進(jìn)、退縮或消亡的命運(yùn)直接由冰川平衡線(xiàn)高度變化決定。相對(duì)于冰川穩(wěn)定態(tài)或物質(zhì)平衡為零時(shí)的平衡線(xiàn)高度而言，如果平衡線(xiàn)高度升高，那么冰川就會(huì)因消融增強(qiáng)而退縮，而且當(dāng)冰川平衡線(xiàn)高度升高并超過(guò)冰川頂部時(shí)，冰川將會(huì)最終消亡；反之，如果平衡線(xiàn)高度下降，冰川就會(huì)因物質(zhì)積累增多而前進(jìn)。與冰川的其他特征參數(shù)（如長(zhǎng)度、面積等）變化相比，平衡線(xiàn)高度變化是氣候變化最直接的反映。冰川平衡線(xiàn)高度只能通過(guò)實(shí)地觀測(cè)和計(jì)算才能獲得。

在全球范圍內(nèi)，具有 50 年以上長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)記錄的冰川其數(shù)量不足 40 條。在整個(gè)青藏高原及周邊地區(qū)，只有天山烏魯木齊河源 1 號(hào)冰川和圖尤克蘇冰川、祁連山七一冰川和阿爾泰山小阿特魯冰川等少數(shù)幾條監(jiān)測(cè)冰川具有長(zhǎng)期的觀測(cè)記錄。這些監(jiān)測(cè)冰川的觀測(cè)結(jié)果表明，近幾十年來(lái)它們的平衡線(xiàn)高度均呈上升趨勢(shì)。例如，烏魯木齊河源 1 號(hào)冰川和圖尤克蘇冰川的平衡線(xiàn)高度在 1960—2013 年時(shí)期分別升高了約 116 米和 80米[13]，小阿特魯冰川平衡線(xiàn)高度在1983—2007 年時(shí)期升高了約 142 米[13]，七一冰川平衡線(xiàn)高度在過(guò)去 50 年間的上升量超過(guò)了 250 米[14]，并且 2016 年其平衡線(xiàn)高度接近該冰川的頂部。由于青藏高原及周邊地區(qū)監(jiān)測(cè)冰川的數(shù)量極其有限，目前無(wú)法獲得該區(qū)域平衡線(xiàn)高度變化的空間特征。今后應(yīng)該在青藏高原及周邊地區(qū)不同山區(qū)開(kāi)展冰川監(jiān)測(cè)工作，同時(shí)利用遙感資料開(kāi)展冰川雪線(xiàn)高度的重建工作，以充分揭示青藏高原及周邊地區(qū)平衡線(xiàn)高度/雪線(xiàn)高度的時(shí)空變化特征，為高海拔氣候變化重建和冰川變化原因分析提供科學(xué)基礎(chǔ)。

2.2 冰川面積變化

冰川面積是衡量一個(gè)地區(qū)冰川發(fā)育狀況的重要指標(biāo)，也是計(jì)算冰川物質(zhì)平衡或冰川消融量的關(guān)鍵參數(shù)。早期，主要依據(jù)測(cè)量和地形圖來(lái)獲得一個(gè)區(qū)域的冰川覆蓋范圍。隨著航空遙感資料和衛(wèi)星遙感資料在冰川學(xué)研究中的應(yīng)用，使得快速獲取空間大范圍內(nèi)冰川面積資料成為可能。

目前，許多研究者利用不同時(shí)期的遙感資料以及冰川編目資料等，對(duì)近幾十年來(lái)青藏高原及周邊地區(qū)不同山區(qū)的冰川面積變化進(jìn)行了研究。例如，基于我國(guó)兩次冰川編目資料，揭示出 20 世紀(jì) 70 年代至 21 世紀(jì)第 1 個(gè) 10 年時(shí)期，我國(guó)冰川面積減少了約 18%[12,15]。考慮到不同研究者的研究時(shí)段存在一定的差異，為了便于對(duì)青藏高原及周邊地區(qū)不同區(qū)域冰川面積變化進(jìn)行對(duì)比分析，我們對(duì)收集到的不同地區(qū)的冰川面積變化資料[12,16-39]，進(jìn)行年變化速率計(jì)算，以揭示青藏高原及周邊地區(qū)冰川面積變化的空間格局。從圖 1 可以看出，過(guò)去 40 年間青藏高原及周邊地區(qū)冰川經(jīng)歷了普遍的萎縮態(tài)勢(shì)，但不同區(qū)域冰川萎縮的速率存在顯著差異。北部的阿爾泰山、中天山和東天山以及青藏高原東部和南部的冰川萎縮速率明顯較大，而羌塘高原、西昆侖山、喀喇昆侖山、帕米爾高原和西天山的冰川萎縮速率明顯較小，尤其是喀喇昆侖山地區(qū)的冰川面積幾乎處于不變的狀態(tài)，此即為“喀喇昆侖異?！爆F(xiàn)象（即 20 世紀(jì)末在全球冰川普遍處于退縮狀態(tài)時(shí)，喀喇昆侖冰川出現(xiàn)前進(jìn)的現(xiàn)象）[40]。另外，圖 1 還表明“喀喇昆侖異?！爆F(xiàn)象很可能在昆侖山西部和帕米爾高原地區(qū)亦有程度不同的表現(xiàn)。因此，進(jìn)一步的研究應(yīng)從西風(fēng)與季風(fēng)的相互作用，解釋產(chǎn)生這種空間差異特征的原因[41]。

2.3 冰川物質(zhì)平衡變化

一條冰川的物質(zhì)平衡是指該冰川在某一時(shí)段內(nèi)（通常為 1 年）以固態(tài)降水為主的物質(zhì)積累量和以消融為主的物質(zhì)支出量之間的差值，即某一時(shí)段內(nèi)冰川物質(zhì)的收支狀況。在某一研究時(shí)段內(nèi)，如果冰川物質(zhì)平衡是正值，則表明該冰川物質(zhì)處于積累狀態(tài)，冰川會(huì)增厚或前進(jìn)；如果冰川物質(zhì)平衡是負(fù)值，則表明該冰川物質(zhì)處于虧損狀態(tài)，冰川會(huì)減薄或退縮。冰川物質(zhì)平衡的研究方法有冰川學(xué)方法（野外觀測(cè)法和模型計(jì)算法）、水文學(xué)方法、大地測(cè)量學(xué)方法和重力測(cè)量法等。目前，山地冰川物質(zhì)平衡研究常用的方法是野外觀測(cè)方法和大地測(cè)量學(xué)方法。

圖1 近40 年來(lái)青藏高原及周邊地區(qū)不同區(qū)域冰川面積萎縮速率

圖 2 是青藏高原及周邊地區(qū)不同地區(qū)基于大地測(cè)量學(xué)方法獲取的冰川物質(zhì)平衡和監(jiān)測(cè)冰川物質(zhì)平衡的綜合對(duì)比圖。為了研究近 50 年青藏高原及周邊地區(qū)冰川物質(zhì)平衡的變化趨勢(shì)，我們將收集到的冰川物質(zhì)平衡資料[20,25,38,42-63]，大致以 2000 年左右為界分成前、后兩個(gè)時(shí)段，以分析其近期變化與前期變化之間的差異。結(jié)果表明，阿爾泰山、天山東部、青藏高原東部和南部地區(qū)的冰川其物質(zhì)不僅虧損量大，而且基本都處于加速虧損狀態(tài)，其中藏東南地區(qū)尤為顯著，其近期的冰川物質(zhì)虧損速率大于每年 0.6 米水當(dāng)量；天山西部冰川的物質(zhì)虧損量也較大，但近期虧損速率呈減小趨勢(shì)；喀喇昆侖山、西昆侖山和帕米爾高原地區(qū)的冰川，其物質(zhì)平衡水平普遍偏低，近期冰川物質(zhì)大多處于積累狀態(tài)（這進(jìn)一步說(shuō)明“喀喇昆侖異?！爆F(xiàn)象不局限于喀喇昆侖地區(qū)），即使物質(zhì)處于虧損狀態(tài)的冰川，其近期虧損速率亦呈減少趨勢(shì)。對(duì)比圖 1 和 2，可以發(fā)現(xiàn)青藏高原及周邊地區(qū)冰川物質(zhì)平衡變化的空間格局與冰川面積變化的空間格局具有很好的一致性，即冰川物質(zhì)虧損速率增大的地區(qū)，其冰川面積的萎縮速率就大，冰川物質(zhì)虧損速率減小（或物質(zhì)平衡處于正值）的地區(qū)，其冰川面積的萎縮速率就小。這也說(shuō)明了不同方法、不同資料所獲得的青藏高原及周邊地區(qū)冰川變化空間格局的可比性與一致性。

2.4 冰川變化的原因

冰川變化不僅受到氣溫變化的影響，而且受到降水量變化的影響。近幾十年來(lái)，青藏高原及周邊地區(qū)絕大部分地區(qū)都經(jīng)歷了顯著的變暖。1955—1996 年，青藏高原氣溫上升速率為 0.16℃/10 a，大大高于同期北半球氣溫的上升速率（0.054℃/10 a）；而且 1998—2013 年，青藏高原氣溫的上升速率達(dá)到 0.25℃/10 a[64]。這是造成青藏高原大部分地區(qū)冰川物質(zhì)虧損速率加速的直接原因。天山地區(qū) 1960—2014 年的增溫率達(dá) 0.30℃/10 a，其中東、中天山區(qū)的增溫率高達(dá) 0.45℃/10 a[65]。這是天山中、東部地區(qū)冰川面積萎縮率較天山西部地區(qū)大的關(guān)鍵原因。另外，氣象觀測(cè)資料表明，近幾十年來(lái)青藏高原南部和東部地區(qū)降水量呈弱的減少趨勢(shì)[66,67]，這也進(jìn)一步加強(qiáng)了這些地區(qū)冰川的退縮趨勢(shì)。相關(guān)研究表明，青藏高原西北部地區(qū)（尤其是喀喇昆侖地區(qū)）近幾十年來(lái)不僅氣溫有所降低[66]，而且降水量呈增加趨勢(shì)[68-70]，這是導(dǎo)致“喀喇昆侖異常”現(xiàn)象發(fā)生的主要影響因素。

圖2 20 世紀(jì)70 年代以來(lái)不同時(shí)段青藏高原及周邊地區(qū)冰川物質(zhì)平衡變化

3 冰川變化對(duì)水資源及海平面變化的影響

冰川被譽(yù)為“固體水庫(kù)”，是青藏高原及周邊地區(qū)水塔的重要組成部分。在我國(guó)西北干旱地區(qū)和中亞干旱區(qū)，高山冰川融水對(duì)河川徑流起到“削峰填谷”的作用，即：在干旱年份，冰川消融量增大，對(duì)河川徑流的補(bǔ)給增強(qiáng)，從而緩解下游地區(qū)的干旱；在濕潤(rùn)年份，冰川消融減弱，對(duì)河川徑流的補(bǔ)給減少，從而使河川徑流量的變化趨于平緩。例如，印度河流域正常年份 7 月的冰川融水對(duì)同期徑流的貢獻(xiàn)約為 53%，但在干旱年份可達(dá) 63%[71]。然而，冰川的這種作用隨著流域內(nèi)冰川規(guī)模的變化而發(fā)生變化。因此，揭示冰川變化對(duì)水資源的影響，對(duì)于干旱地區(qū)水資源的合理規(guī)劃與利用具有重要的意義。另外，鑒于全球山地冰川變化對(duì)海平面上升的重要影響，以及青藏高原及周邊地區(qū)冰川作為全球山地冰川的重要組成部分，因此，認(rèn)識(shí)青藏高原及周邊地區(qū)冰川變化對(duì)海平面的影響，將有助于理解青藏高原及周邊地區(qū)冰川在全球變化研究中的作用。

3.1 青藏高原及周邊地區(qū)冰川的未來(lái)變化

關(guān)于流域尺度或區(qū)域尺度冰川變化的預(yù)測(cè)，目前大多利用冰川學(xué)的相關(guān)模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算。最近的一項(xiàng)研究表明，在未來(lái)全球升溫 1.5°C 的情況下（相當(dāng)于典型濃度排放路徑 RCP2.6 情景下的升溫），青藏高原及周邊地區(qū)將升溫 2.1°C±0.1°C，這將導(dǎo)致到21 世紀(jì)末青藏高原及周邊地區(qū)冰川的冰儲(chǔ)量減少到目前的 64%±7%，面積減少到目前的 64%±8%[72]。在極端排放情景下（RCP8.5），到 21 世紀(jì)末青藏高原及周邊地區(qū)冰川的冰儲(chǔ)量和面積將分別減少到目前的 36%±5% 和 32%±5%[72]。未來(lái)全球升溫 2°C 情況下全球山地冰川冰量變化的預(yù)估結(jié)果表明，到 21 世紀(jì)末全球山地冰川冰儲(chǔ)量將減少 64%±5%，青藏高原及周邊地區(qū)冰川冰儲(chǔ)量減少比例在中亞地區(qū)達(dá)到 80%±7%，在青藏高原西部地區(qū)高達(dá) 98%±1%[73]?；诓煌瑲夂驐l件下冰川變化的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，對(duì)我國(guó)冰川未來(lái)變化的預(yù)估結(jié)果表明，在未來(lái) 2030 年、2070 年和 2100 年氣溫分別上升 0.4°C—1.2 °C、1.2°C—2.7 °C和 2.1°C—4.0°C 情況下，屆時(shí)我國(guó)冰川面積將分別減少 12%、28% 和 45%[74]。由此可見(jiàn)，不同預(yù)估結(jié)果之間還存在一定的差異，今后應(yīng)在預(yù)估方法、模型等方面進(jìn)行進(jìn)一步的完善，以降低預(yù)估的不確定性。

3.2 冰川變化對(duì)水資源的影響

在流域尺度上，冰川對(duì)于水資源的重要性評(píng)價(jià)主要包括 3 個(gè)方面，即：固體冰儲(chǔ)量、冰川融水量或冰川融水對(duì)出山徑流的貢獻(xiàn)，以及氣候變暖情況下冰川融水徑流峰值的出現(xiàn)時(shí)間（融水徑流峰值出現(xiàn)之前，冰川融水徑流處于增加趨勢(shì)，之后冰川融水徑流將處于減少趨勢(shì)）。前文已經(jīng)介紹了青藏高原及周邊地區(qū)冰川的冰儲(chǔ)量，而且我國(guó) 2 次冰川編目也已經(jīng)給出了我國(guó)不同時(shí)期的冰川的冰儲(chǔ)量狀況（即 20 世紀(jì) 70 年代時(shí)約為 5 600 立方公里[11]，2010 年前后為 4 494 立方公里[12]）。因此，此處僅就氣候變暖情況下青藏高原及周邊地區(qū)冰川變化對(duì)融水徑流的影響予以說(shuō)明。

最近對(duì)我國(guó)冰川融水徑流的估算結(jié)果表明，我國(guó)冰川每年的融水徑流總量為 629.56 億立方米[75]，較以前的估算值（604.65 億立方米[76]，主要依據(jù) 1990 年之前資料計(jì)算）略高，這反映了過(guò)去氣候變暖背景下冰川融水徑流的增加趨勢(shì)。基于月尺度的度日模型對(duì) 1961—2006 年時(shí)期塔里木河流域各水系冰川物質(zhì)平衡和融水徑流序列進(jìn)行了重建，結(jié)果表明：塔里木河流域多年平均冰川融水徑流量為 144.16 億立方米，冰川融水對(duì)河流徑流的貢獻(xiàn)在 1990 年之后明顯增大；1991—2006 年冰川融水對(duì)河流徑流的補(bǔ)給比例由 1961—1990 年的 41.5% 增加到 46.5%；塔里木河流域出山徑流年際變化與冰川融水徑流年際變化過(guò)程基本一致，并均呈上升趨勢(shì)；河流徑流量增加量中約 3/4 以上源于冰川消融增強(qiáng)的貢獻(xiàn)[77]。1961—2006 年河西內(nèi)陸河流域各河流冰川融水徑流都呈增加趨勢(shì)，冰川融水補(bǔ)給率從 1961—1990 年的 15.1% 增加到 1990 年之后的 19.4%[78]。對(duì)石羊河冰川融水徑流過(guò)去變化的重建和未來(lái)不同氣候情景下的預(yù)測(cè)結(jié)果表明，1961—2008 年冰川融水徑流以每年 7 900 立方米的速度增長(zhǎng)，之后冰川產(chǎn)流量呈下降趨勢(shì)。因此，該流域融水徑流在 21 世紀(jì)初已經(jīng)到達(dá)峰值，即拐點(diǎn)已經(jīng)產(chǎn)生，是目前我國(guó)冰川融水徑流被發(fā)現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到峰值的唯一流域[79]。表 2 列出了在未來(lái)氣候變暖情景下青藏高原及周邊地區(qū)主要河流冰川融水徑流峰值的出現(xiàn)時(shí)間。從該表可以看出，青藏高原及周邊地區(qū)大部分河流冰川融水徑流峰值的出現(xiàn)時(shí)間將多在 20 世紀(jì) 30—40 年代。這意味著應(yīng)盡早開(kāi)展冰川融水徑流變化對(duì)下游地區(qū)的影響與適應(yīng)性對(duì)策研究。

3.3 冰川變化對(duì)海平面的影響

若地球氣候變冷，大洋中蒸發(fā)的水汽會(huì)通過(guò)水循環(huán)過(guò)程抵達(dá)高緯度和高海拔地區(qū)，并以固態(tài)降水的形式保存在冰川上，補(bǔ)給冰川并使冰川擴(kuò)張，導(dǎo)致陸地冰量增加，大洋水減少，海平面下降；反之，若地球氣候變暖，陸地上冰川消退融化，大量融水流入大洋，使海平面上升。目前，全球變暖導(dǎo)致的冰川消融退縮，是影響海平面上升不可忽視的重要因素。

如果全球山地冰川全部融化，可導(dǎo)致海平面上升約 0.43±0.06 米[86]，其中青藏高原及周邊地區(qū)冰川的貢獻(xiàn)約占此上升量的 5.6%。基于冰川觀測(cè)資料和模型模擬計(jì)算，估計(jì)出 1902—2009 年全球山地冰川物質(zhì)損失使海平面上升約 114±5 毫米，其中青藏高原及周邊地區(qū)冰川物質(zhì)損失導(dǎo)致的海平面上升量約為 19±0.6 毫米[87]；2006—2016 年，全球山地冰川每年的物質(zhì)損失使海平面上升約 0.92±0.39 毫米，其中青藏高原及周邊地區(qū)冰川的貢獻(xiàn)約為 4.2%[5]。在未來(lái)典型濃度排放路徑 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 情景下，到 21 世紀(jì)末全球山地冰川物質(zhì)損失可引起的海平面上升量分別為 79±24 毫米、108±28 毫米和 157±31 毫米，其中青藏高原及周邊地區(qū)冰川的貢獻(xiàn)分別約為 13.4%、13.6% 和11.4%[88]。海平面上升會(huì)對(duì)低地國(guó)家、海岸侵蝕、海水入侵、沿海生態(tài)環(huán)境等帶來(lái)嚴(yán)重的影響。因此，冰川變化在全球變化研究中的遠(yuǎn)程效應(yīng)應(yīng)該引起足夠重視。

表 2 青藏高原及周邊地區(qū)主要河流冰川融水補(bǔ)給比例以及未來(lái)不同氣候情景下融水徑流峰值出現(xiàn)年代

4 結(jié)語(yǔ)

冰川不僅是“亞洲水塔”的重要組成部分，而且在中亞干旱區(qū)水資源供應(yīng)方面具有重要的調(diào)節(jié)功能，使下游綠洲地區(qū)在干旱年份具有穩(wěn)定的水源供給，從而保障了綠洲地區(qū)的生態(tài)安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，由于對(duì)該區(qū)域冰川缺乏系統(tǒng)性調(diào)查與研究，從而使得關(guān)于該區(qū)域冰儲(chǔ)量的估算結(jié)果存在較大的差異。盡管在我國(guó)冰川編目資料中給出了冰儲(chǔ)量估算結(jié)果，但缺乏方法性探討與不確定性評(píng)估，加之亞洲其他地區(qū)的冰川編目資料中還缺乏冰儲(chǔ)量估算數(shù)據(jù)，因此需要發(fā)展冰儲(chǔ)量估算方法，并利用多源高分辨率遙感數(shù)據(jù)及時(shí)獲得空間大范圍的冰川變化資料，為水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃服務(wù)，并分析冰川變化對(duì)下游綠洲、湖泊及海平面等的影響。另外，由于青藏高原及周邊地區(qū)監(jiān)測(cè)冰川數(shù)量極其有限，同時(shí)也缺乏高海拔氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，因此青藏高原及周邊地區(qū)不同流域冰川融水資源的估算結(jié)果之間存在很大差異[89]。鑒于此，亟待開(kāi)展青藏高原及周邊地區(qū)冰川系統(tǒng)的強(qiáng)化監(jiān)測(cè)，并建立基于遙感資料的氣候-冰川-水文過(guò)程耦合模型，以準(zhǔn)確評(píng)估變化環(huán)境下的冰川水資源狀況及其影響，服務(wù)于中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和“綠色絲綢之路”建設(shè)。