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中国科学家为青藏高原冰川 “复诊”

中国科学家的新研究显示青藏高原冰川消融速度比想象的慢,但亚洲水塔的状况依旧不容乐观。

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从青藏高原拍摄到的珠穆朗玛峰北侧。图片来源:Lucag

冰冻圈一直被认为是全球气候变化最快速和最显著的指示器。然而一项来自中国的新研究显示,认识冰川,人类似乎还有很长的路要走。

近日,
清华大学水利水电工程系水文水资源研究所、清华遥感大数据研究中心特聘研究员龙笛等在Water Resources Research上发表论文。该研究采用了全新的研究方法,并得出结论:2003-2014年雅鲁藏布江上游地区冰川质量亏损的平均速率为2.4立方公里/年,仅仅是之前科学界广泛认为的速率的三分之一。

“下降是不争的事实,但是下降的程度很大程度上被高估了”,龙笛表示。

重新认识冰川

龙笛告诉中外对话,传统冰川研究运用的水文模型对于了解冰川有很多不足。在湿润地区大部分水文模型可以很好地模拟水文过程,但是冰冻圈水文过程更为复杂,包括冰川、积雪积累和融化过程在内的相关参数可以有很多种组合,中间的演算过程完全不同。再加之高山流域野外地面观测相对于广大的冰川面积覆盖严重不足,数据解释力也不够好。

而龙笛等新开发的两步率定方法,采用卫星遥感技术弥补了传统模式的不足。通过GRACE重力卫星观测、光学遥感和微波遥感,冰雪覆盖面积、深度和质量变化都可以被观测出来,结合流域出水口的径流观测数据,可以将水文模型进行更好地率定和校准,从而得出更为准确的冰川、积雪积累和融化参数,获取更为准确可靠的冰雪储量变化信息。

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运用不同的研究方法,雅鲁藏布江上游地区冰川质量变化的不同趋势。蓝色和黄色的两条线是之前的研究方法计算出的结果,从衰减的速率上来说,超过最新研究的三倍还多。
来源:Chen, X., D. Long, Y. Hong, C. Zeng, and D. Yan (2017), Improved modeling of snow and glacier melting by a progressive two-stage calibration strategy with GRACE and multisource data, Water Resources Research

特别是重力卫星的使用极大地提高了研究的数据质量。冰川质量亏损越大,对于重力卫星的吸引力越小,卫星的高度也随之加大,通过相互的重力关系及重力场的变化,就可以反算出冰川质量具体消失了多少。

亚洲水塔状况不容乐观

研究关注的雅鲁藏布江上游地区所在的青藏高原是具有国际意义的重要水源地。对于中国来讲,青藏高原是包括黄河、长江在内好几条大河的发源地;它更是包括澜沧江(湄公河)、怒江(萨尔温江)、雅鲁藏布江(布拉马普特拉河)在内诸条国际河流的发源地。

这些河流流经缅甸、孟加拉国、老挝、泰国、柬埔寨、越南,支撑着下游
近十亿人口的水资源获取

研究得出的冰川消融量级是2.4立方公里/年,以研究区间2003-2014年共12年来计算,雅鲁藏布江上游地区总的冰川质量亏损达到了288亿立方米。

虽然仅是传统研究结论的三分之一,这一结论也相当惊人。作为对比,世界上最大的建设水坝三峡工程的调洪库容是222亿立方米。也就是说,12年间,冰川消融从亚洲水塔青藏高原偷走了一个多三峡的水量。

新研究还表明,2003年以后雅鲁藏布江上游流域冰川的亏损和降水减少有关系,如果降水进一步减少,冰川将会以更快的速率减少。

可见冰川亏损加速往往与降水减少同时发生,对于河流径流的下降产生叠加效应。所以,尽管冰川融水仅占雅鲁藏布江径流贡献的十分之一,青藏高原冰川的消融对亚洲水塔乃至东南亚地区的水资源健康状况拉响的警报依旧刺耳。

 

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