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对大多数人来讲,冰川是熟悉的,却又是陌生的。

熟悉的是一些冰川触手可及。像贡嘎山下的海螺沟冰川,冰舌的最低海拔不足3000米,距离热闹繁华的成都市区也才300多公里,一年四季都有游客纷至沓来,领略它惊艳的美貌。

▼贡嘎山的海螺沟冰川,摄影师@姜曦

但偏偏有这样一群人,他们长期往返于雪域高原,亲近冰川,解读冰川,历经艰难险阻却从未止步。

那么,他们到底是一群什么人,又有什么样的故事呢?

I 初上雪山

说起这里,不得不提及一位先驱者,他就是施雅风,被尊称为“中国现代冰川之父”。而他与冰川的缘分,却开始于中国西北地区广袤的荒漠。

中国西北的干旱由来已久。仅在甘肃境内,自西向东,绵延千里,祁连山上冰雪遍布,而山下却是荒漠无尽。多少年来,这种现状一直困扰着当地的政府官员。

1958年,甘肃省和中国科学院商定,考察西北地区的水文状况,查明祁连山的冰雪分布,为实现大规模的融化冰雪,解决当地的干旱问题创造条件。

于是,在中科院地理研究所施雅风的主持下,中国第一支高山冰雪利用考察队由此建立,并在同年6月,向祁连山进发。

直到苏联专家道尔古辛的加入,才解决了大家的燃眉之急。从基础知识到测量方法,道尔古辛现场教学,队员们“现学现用”,他们中的大多数人都成了国内第一批冰川专家。当时的那条教学冰川便是著名的“七一冰川”。

▼七一冰川位置图,制图@风沉郁/星球研究所,底图@Google Earth

▼在飞机上拍摄的祁连山,摄影师@张扬的小强

▼祁连山的一组冰斗山谷冰川,摄影师@张在峰

即便如此,考察的进展还是突飞猛进,仅在3个月内,队伍就完成了900多条大小冰川的考察。之后不久,参照国际冰川研究的经验,考察队还在祁连山大雪山老虎沟冰川建立了第一个冰川观测站,以使野外调查工作转入到定位定量研究。

这一次考察成果丰硕,基本摸清了祁连山冰川资源的分布和数量,同时中国第一部冰川学专著《祁连山现代冰川考察报告》成稿出版。

而就在祁连山冰川考察的前一年,一支登山科考队来到了中国西南地区,同样在这里拉开了冰川探索的大幕。这个故事要从北大的“冰川教授”崔之久讲起。

1957年,24岁的崔之久作为北大的研究生,正在做黄河方面的地貌研究,突然接到一份特殊的任务——参加新中国第一次独立组队登山行动。

登山目标选在了贡嘎山。原因很简单,距成都很近,交通方便。然而在当时,大家对这座雪山的攀登难度一无所知。

一件是讲解珠峰攀登的英文书,由当时中科院副院长竺可桢所赠,扉页题词:之久同志将去贡嘎山,赠此书以壮其行。

一件是苏联专家编写的《现代冰川考察指南》,当时国内的唯一参考书。

队员们满腔热情,然而地形之复杂、气候之恶劣却大大出乎大家的意料,难以想象的困难接踵而至。

山上风雪肆虐,雪崩突现,冰裂缝随处可见,还有滑坠、雪盲。团队中4个年轻的同伴先后遇难,永远地倒在了大雪中。

▼贡嘎山勒多曼因冰川上的冰裂缝,摄影师@善友

▼《贡嘎山现代冰川的初步观察》论文

在慕士塔格峰(位于帕米尔高原的东部,海拔7546米)的冰川考察中,崔之久视力受到重创。而为了不漏掉每一个细节,他不断脱掉手套拍照记录,最终双手也被冻伤,右手的五个手指全部被切除。

拓荒之路总是充满艰辛,但是先驱者们从未退缩。

祁连山冰川考察之后的几年里,冰川考察的范围逐渐扩大,从天山山脉的主要山峰,到慕士塔格峰-公格尔山,再到青藏高原。

1964年,施雅风与登山队合作,再次率领科考队前往希夏邦马峰进行冰川考察。

希夏邦马峰位于喜马拉雅山脉的中段,西距珠峰120千米,是唯一一座完全在中国境内的8000米以上山峰,也是当时全球14座海拔8000米以上唯一的一座未登峰。

▼巍峨屹立的希夏邦马峰,摄影师@天书

▼希夏邦马峰北坡分布着星罗棋布的冰塔林,摄影师@小风

冰川表面发育的裂缝将冰川切成不同的块体。由于希夏邦马峰纬度低,高角度的太阳光可以照射到裂缝深处,裂缝不断加深,冰塔不断加高。希夏邦马峰可以看到三种类型的冰塔:刚形成的冰塔,底部连接的冰塔,孤立的冰塔。

这是全球第一次对冰塔林的成因进行讨论。

最终,登山队成功登顶,并精确测定了希夏邦马峰的高度——8012米(现在出版的地图多标注8027米)。

随着一系列冰川考察的成功,中国的冰川事业开始从空白变得精彩,而且还将走向世界的大舞台。

II 走向世界

中国究竟有多少冰川?世界向中国抛来了这样一个问题。

1978年,国际冰川编目工作会议召开,要求每个国家对各自冰川的位置、高度、面积和体积等40项参数进行规范编目。

当时的中科院兰州冰川冻土所作为名副其实的冰川研究国家队,自然承担了这项艰巨的任务。作为所长的施雅风,无疑承受了巨大的压力。

这是中国的冰川学第一次走向世界,接受考验。可是有太多的困难需要面对。

首先,当时除了祁连山完成大面积考察之外,其余山脉只有零星的研究成果。

其次,国际标准规范要求包括40项参数,都需要一一获取。

再有,当时技术手段的落后,使得很多工作只能进行手工量算和录入。

巨大的挑战落到了前几次大规模冰川考察培养出的专家们身上。他们如同星星之火,一系列的冰川考察随即轰轰烈烈地展开。

考察队从北向南,走遍了祁连山,阿尔泰山,天山,帕米尔,昆仑山,喀喇昆仑山,喜马拉雅山,念青唐古拉山,横断山……

这项工作持续了24年,前后野外考察30多次,《中国冰川目录》终于编制完成,收录我国境内 46377 条冰川。

这不仅仅是一个数字,这是中国人第一次认清了自己的冰川“家底”。中国也成为唯一一个全面完成冰川编目的国家,领先于美国、俄罗斯等冰川大国。

1984年,中美的祁连山敦德冰帽考察。1986年,中德针对世界第二高峰喀喇昆仑山乔戈里峰(人们更习惯称呼它为K2)联合考察。1987年,中日联合考察队进行西昆仑山大型综合冰川考察……

另外,中国的冰川学家开始将目光触及到了遍布冰川的南极大陆。

1982年,谢自楚跟随澳大利亚的南极考察队前往南极,成为第一位踏上那片圣土的中国冰川学家,还促成了中国的第一个南极考察站-长城站的设立。

Ⅲ 钻进深处

冰冻三尺非一日之寒,冰川亦如是。

冰雪沉降过程中,空气和粉尘等作为信息介质,也会随着冰雪积累下来,形成不同的冰层。如同树木的年轮,年复一年的冰层记录了不同年代的气候环境信息。

而从冰川内部钻取得到的冰层结构,称为冰芯。利用一定的技术手段,便可以再现过去的气候和环境变化,还可以预测未来的变化。

▼曾在美国自然历史博物馆展出的格陵兰冰芯样品,通过技术分析得到了11.5万年以来的大气温度变化规律。图片来源@美国自然历史博物馆

在中国的冰芯领域,冰川学家姚檀栋是冰芯研究的开拓者,他的导师正是“中国冰川之父”施雅风。

1997年,姚檀栋和他的冰芯团队前往希夏邦马峰的达索普冰川钻取冰芯,打钻地点海拔7000米。

和早期的冰川考察相比,虽说登山条件有所改善,可是雪山上的生活依旧和多年以前一样,风雪相伴,严寒相守。

雨鞋被冻得坚硬,袜子因融水进入也被冻住。为了测量冰层温度,一个点位一般都要等上一个小时。再加上不停吹来的刺骨寒风,挑战着每个人的身体极限。

还有,冰芯钻取需要特定的设备,得到的冰芯也需要运往山下,于是往返运输又成了新的困难。即便是被称为“高原之舟”的牦牛,其劳作上限也只能达到5800米,距离目标海拔还有1200米,再往上只能依靠人力运送。

此外,为了防止冰芯融化,钻取工作都是在夜里进行。为了能够盯着整个钻取过程,冰芯人都养成了喝咖啡的习惯。

就这样连续工作40多天后,科考队钻取了3根冰芯,总长400多米,总重量多达5吨,实属世界之最。这些7000米海拔的冰芯也创造了新的最高海拔冰芯钻取纪录。

最为重要的是,通过分析冰芯气泡中包裹的气体成分,首次揭示了过去2000多年来,全球中低纬度大气中甲烷含量的变化。

其中直观的数据显示,甲烷作为一种温室气体,自1850年起,大气中的甲烷含量在150年里上升了1.4倍。

此次冰芯钻取荣获了1997年度中国十大科技进展。然而科学家在研究中也发现,这些记录和封存古代气候环境信息的冰川,正在逐渐消融和退缩。

Ⅳ 冰川危机

随着全球气候变暖,冰川的消融已然无法阻挡。

WGMS选取了全球19个主要山区参考冰川的质量数据(参考冰川是世界冰川监测局选定的一些极具代表性冰川,在全球范围内可做预测和对比),分析了世界冰川的质量变化情况。显而易见的是,1957-2017年间,全世界的冰川正在逐渐消退。

▼1957-2017年,全球参考冰川的质量平衡变化图。浅蓝色代表冰川质量损失数,深蓝色代表冰川质量增加数。制图@郑伯容/星球研究所,数据来源@WGMS

比如,位于青海省东南部阿尼玛卿雪山的哈龙冰川。1987-2006年,哈龙冰川的冰舌末端后退750米,后退速率达39.5米/年。2006-2017年,冰舌末端后退450米,后退速率增加至40.9米/年。

哈龙冰川地处黄河源头,是黄河流域最大、最长的冰川。它的加速消融,后果难以想象。

原先的一整条大冰川,不断消融退缩,在1993年,彻底分裂成了东西两支。截至2018年,东支末端共退缩了90.63米,西支退缩了119.16米。

对于冰川的面积变化,当地人会有更加直观的感受,也曾有这样的一个比喻:多年前这里的冰川是个“西瓜”,今天却只是个“馒头”。

相关统计结果显示,中国的年平均冰川融水径流量在逐年增加。从1960年代的518亿立方米,到1980年代的615亿立方米,再到2001-2006年的795亿立方米。冰川融水径流的增加并不可持续,当冰川融水达到“峰值”后,剩余冰川容量将不能维持径流的增加,融水将急剧减少,冰川下游的人类生存将面临严峻的水资源短缺风险。

新疆喀什地区叶尔羌河附近的冰湖,因冰川融水增加在近年来频繁溃决。就在今年8月份,喀喇昆仑山无人区的克亚吉尔冰川发生堰塞湖溃决,导致当地突发3500万立方米的融雪性洪水。10月份,雅鲁藏布江流域发生冰崩,引起山体滑坡,堵塞河道,形成堰塞湖,致使上万人紧急撤离……

为了应对不断加速的冰川消融,人们必须采取行动。

2014年,新疆建立了天山1号冰川保护区,全面取缔冰川旅游,限制放牧和采矿,保护当地的生态环境和水资源稳定。2017年6月,中科院启动了第二次青藏大规模综合型科考,对冰川、湖泊等生态环境保护提供方案。甘肃于2017年12月开始全面封闭保护老虎沟12号冰川。但人们需要做的、能做的,还有更多。

今天,中国的冰川学走过了60年。一代代冰川人前仆后继,从拓荒,到追赶,直至走向世界;人们对于冰川的态度也逐渐从认知,到开发,再到保护。而冰川的未来在哪里?这个问题不只是等待科学家们去解答,也值得每一个普通人关注和思考。

▼西藏“40冰川”,位于中国与不丹的边界,摄影师@索以

P.S.   感谢中科院西北生态环境资源研究院沈永平老师和绿色和平组织对本文的大力支持

P.P.S.   学术审校:风沉郁

P.P.P.S.  主要参考文献:马丽华《青藏光芒》,谢自楚《冰川学导论》,杨达寿《施雅风》,李忠勤《中国冰川定位观测研究50年》,施雅风《中国冰川与环境》,刘时银《中国西部冰川对近期气候变暖的响应》等

THE END
0.青藏高原色林错流域区冰川消融对湖泊水量变化的影响表1TanDEM-X数据的主要特征参数Table 1Main parameters of the TanDEM-X data 2.1.3 冰川边界 目前,青藏高原地区最权威的冰川边界数据产品为我国寒区旱区科学数据中心发布的中国第二次冰川编目数据集(V1.0)(Guo et al., 2015).但是,其数据源为2006—2010年获取的Landsat TM和ETM+光学影像,考虑到色林错流域区jvzquC41jvsm0{mj|0tfv8isyn~c1;53;/;.3?550jzn
1.国家青藏高原科学数据中心数据集摘要 冰川是西部山区河流的补给水源,是西部地区人们赖以生存、发展工、农、牧业的最基本要素之一。冰川既是宝贵的淡水资源,又是山区形成严重自然灾害的发源地,如突发性冰湖溃决洪水、冰川泥石流和冰崩等。冰川水文监测是研究冰川融水特征、冰川融水对河流的补给作用、冰川表面消融与径流关系、冰面产流和汇流过程、jvzquC41fczb0}ufe0gd0ls1|j3icwx1fczb1=6ed8kf86g2fe357;5/d2j4/;7fgf;739<;h1
2.地理空间信息技术国家地方联合工程实验室殷永胜,王欣*,刘时银,等,2023.中国冰湖变化特征及影响因素.湖泊科学,35(1):358-367. 赵华秋,王欣*,赵轩茹,等. 2021. 2008-2018年中国冰川变化分析.冰川冻土,43(4):976-986. 冉伟杰,王欣*,郭万钦,等. 2021. 2017–2018年中国西部冰川编目数据集.中国科学数据, 6(2). jvzq<845u0now|y0gf{/ew4{lf}09o=9c9618;j368h5;l
3.东昆仑木孜塔格峰地区冰湖演变与冰川物质亏损本文中主要使用该数据集中涉及木孜塔格峰地区的冰川高程和物质平衡数据,时间段为2000—2020年。 2.1.3 冰川区气象数据 木孜塔格峰地区长期缺乏地面气象资料,本文为了分析局地气候对冰川及冰湖变化的影响,使用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)综合预报系统(https://cds.climate.copernicus.eu/)的全球气候产品。本文使用ERA5jvzq<84yyy4cemy0ce4dp8HP1[814<4X675J686476
4.SystemScienceData杂志上发表冰川编目成果团队利用37条冰川的独立多次数字化结果进行的评估表明,冰川编目数据总体不确定性为±3.68%,是一套精度高、一致性高的数据集。 在全球变暖背景下,分布在高海拔和高纬度地区的冰川正在加速融化,冰川融水成为海平面上升的主要影响因素,不断升高的海平面成为沿海地区经济社会发展的重大威胁。另一方面,冰川融水是中国西北jvzq<84yyy4og€x0{p{/gmz0ep5jpot133621;=7394ivv
5.雅鲁藏布江大峡谷:水汽通道根据第一次冰川编目数据,雅鲁藏布江流域冰川面积为11700.68km2,主要分布在雅鲁藏布江流域东北部,第二次冰川编目数据显示,流域内冰川面积为9598.59km2, 较第一次冰川面积缩小 2102km2,冰川面积溃缩趋势较大。流域内冰川西部分布较少,东部分布较多,主要分布在喜马拉雅山、冈底斯山、念青唐古拉山以及岗日嘎布(龚颖,2019)jvzq<84yyy4489iqe0ipo8hqpvkov8771281486218=7:;7a33:69>886;4tj}rn
6.零摄氏度之上②给冰川“盖被子”融水青藏高原北坡王飞腾权威数据显示,2016年,达古仅存13条冰川,总面积仅为1. 70平方千米,相比第二次冰川编目减少了4条冰川。1975—2017年期间,达古冰川面积减少75%(5. 094平方千米)。 “已经是迫在眉睫了。”次年,王飞腾购买好所有试验材料后,已经是夏季末期的8月。他记得很清楚,8月5日,他和团队登上达古冰川做了“盖被子”试验。jvzquC41yy}/3?80eqs0f‚4ctvodnn4JN9ZOSYY273:S;Y90jvsm
7.国家冰川冻土沙漠科学数据中心2020年度开放基金项目数据专题国家冰川冻土沙漠科学数据中心2020年围绕冰川冻土沙漠积雪专题数据制备、数据生产及技术、数据融合与集成方法研究等内容,支持开放基金10项,产出的成果数据主要包括新疆地区积雪深度、喀喇昆仑山流域冰川表面高程变化及表面运动速度、青藏高原冰川中流线、阿尔泰山流域冰川消融期反照率空间分布等内容。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8oealmc|moz1gsvrhng1jfvjnnu1746>873;<
8.基于第二次冰川编目的中国冰川现状第70 卷第 1 期 2015 年 1 月 地理学报 ACTA GEOGRAPHICA SINICA Vol.70, No.1 January, 2015 基于第二次冰川编目的中国冰川现状 刘时银 1,姚晓军 2,郭万钦 1,许君利 1,上官冬辉 1, 魏俊锋 1,鲍伟佳 1,吴立宗 1 (1. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 冰冻圈科学国家重点实验室,兰州 730000; jvzquC41yy}/inti0eun0ls1EP5QFO432072:;61fn~c496723613
9.近50年来祁连山冰川变化——基于中国第一、二次冰川编目数据【摘要】: 基于修订后的祁连山区第一次冰川编目(1956-1983年)和最新发布的第二次冰川编目数据(2005-2010年),对祁连山区冰川变化进行分析。结果表明:1祁连山区现有冰川2684条,面积1597.81±70.30 km2,冰储量约84.48 km3。 下载App查看全文 下载全文 更多同类文献 个人查重>> 个人AIGC检测>> 文献综述>> jvzquC41yy}/ewpk0eun0ls1Ctzjeuj1ELLEVxycn/JMZK72376:29:0jvs
10.姚晓军7.中国科学院西部之光人才培养引进计划项目:祁连山地区矿山遥感监测与生态恢复治理评价,2020/01-2021/12。 8.国家自然科学基金项目(编号:42071089):青藏高原湖冰物候研究,2021/01-2024/12。 9.国家对地观测科学数据中心开放基金项目(编号:NODAOP2020007):2000~2020年中国冰川长度变化数据集,2020/09-2021/08。 jvzquC41fj~z0w|pw0kew7hp146298572;5d:?8c:9?61yfig0nuo
11.西部冰川融水变化及其对径流的影响学位因此探讨全球变暖背景下冰川融水径流的变化趋势以及对河川径流的影响已是当今水科学的热点领域之一。本研究基于第一次中国冰川编目的冰川分布矢量数据与90m分辨率的数字高程模型(DEM)为基础,以国家气象台站的月降水与月气温资料为驱动数据,利用月尺度的度日模型构建了冰川融水评估平台,估算了中国西部流域各水系冰川物质jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1}mguky0[:=78;64
12.表碛覆盖型冰川的提取方法及变化表碛覆盖型冰川是山地冰川的一种特殊类型,表碛的存在使得其对气候变化呈现出不同的响应特征。基于2011—2020年Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像和ASTER DEM数据,在综合分析表碛光谱、地形和地表温度特征基础上提出TDSI(temperature NDDI slope ice)方法,并将其用于提取中国jvzq<84yyy4cemy0ce4dp8HP1[814;4X665J786875
13.中科院完成第二次冰川编目中国冰川面积半世纪缩小近两成—新闻—科学秦大河指出:“冰川编目录的实质是冰川普查。此次编目结果不仅为全球变暖提供了直接证据,还为我国水资源的利用提供参考依据,更将为我国目前西部开发、重振丝绸之路等重要战略提供决策支持。” 自2011年《中国冰川资源及其变化调查》项目结题验收以来,第二次冰川编目数据已通过寒区旱区科学数据中心(http://westdc. westgisjvzquC41pg}t0|hkgpifpny0ep5ivvqpgyy04966138059>5654tj}r