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藏东南地区雅弄冰川。中国科学院西北生态环境资源研究院供图
3月21日，全球首个世界冰川日。
冰川是地球淡水资源的重要组成部分，不仅为数十亿人提供饮用水和灌溉水源，还在调节全球气候、维持生物多样性方面发挥着不可替代的作用。然而，随着全球气候变暖，冰川正以惊人的速度消融，不仅威胁着全球生态系统，还对人类社会的可持续发展构成严峻挑战。2022年12月，联合国大会通过决议，将2025年确定为国际冰川保护年，从2025年起每年的3月21日为世界冰川日，旨在提高公众的冰川保护意识，呼吁全球采取行动，应对气候变化对冰川和生态环境的威胁，共同守卫地球的“白色宝藏”。
全球冰川正以惊人速度融化
冰川，是由固态降水积累、演化形成的流动冰体。全球现代冰川（包括冰盖和山地冰川）总面积约为1480万平方公里，占地球陆地面积的10%左右，储备着全球约70%的淡水资源。目前，南极冰盖和格陵兰冰盖都是由面积大于5万平方公里的冰川组成。其中，南极冰盖是目前最大的冰盖，占地球上90%的冰储量，全部融化将导致海平面升高约58.3米。除冰盖外，全球山地冰川总面积约为70万平方公里，其中北极、北美洲西部和青藏高原是全球最主要的山地冰川分布区。
当前，全球冰川正以惊人的速度融化。英国《自然》杂志近期发表的最新研究显示，2000年至2023年间，全球冰川物质减少了约5%，约为6.542万亿吨。不仅如此，冰川融化还在持续加速，2012年至2023年间，全球冰川的平均物质减少与2000年至2011年间相比增加了36%左右。2023年一年，全球冰川物质减少量甚至达到5480亿吨。
世界上绝大部分地方的冰川和冰盖都在萎缩。2009年，位于安第斯山脉的恰卡塔雅冰川消失；2023年，委内瑞拉失去了最后一座冰川——拉科罗纳冰川。过去20来年，欧洲中部损失了39%的冰川。预计到2100年，若升温4摄氏度，全球超过80%的冰川都将消失。在整体萎缩的趋势中，也存在时间和地区上的差异。比如，阿拉斯加、冰岛和喀喇昆仑的部分冰川，近年来出现了冰川跃动现象，即冰川周期性地在较短时间内发生快速运动的现象，看起来像是冰川在“增长”，但随后可能会出现数年的消退。
冰川为什么在加速消融？
从地球地质历史的宏大尺度来看，当前，我们正处于末次冰期结束后的全新世间冰期。在距今约2万年的末次冰盛期，古冰川占陆地面积达1/4左右，远非现代冰川可以比拟，这是气候自然变化的结果。但现在，气候变化越来越多受到人类活动的影响，在较短时间尺度上驱动了冰川的快速消融。2023年，联合国政府间气候变化专门委员会第六次评估报告指出，全球平均气温已比工业化前水平上升了约1.1摄氏度。冰川对气温变化极为敏感，气温升高直接导致冰川融化的速度加快。人类活动导致的气候变暖很可能是20世纪90年代以来全球冰川普遍萎缩的主要影响因素。
除了气温持续升高，其他因素也能够直接影响冰川变化的过程。比如，人类活动产生的黑碳（含碳物质不完全燃烧的产物）等吸光性气溶胶沉降到冰川表面后，会使冰川表面暗化，降低反照率，辐射吸收增加，进而加速冰川消融。同时，冰川表面的藻类物质也会产生类似作用。此外，冰川表面的表碛物（粒径变化较大的混杂物质）在较薄时会加速消融，但随着厚度增加，其影响会逐渐减小，甚至转为阻挡辐射进入冰体，减缓冰川消融。这些因素已经并将继续导致部分地区冰川变化过程发生改变。
引发生态环境多米诺骨牌效应
冰川对气候变化敏感，是气候变化可靠的指示器和预警器。据世界气象组织公布的数据，全球有超过27.5万条冰川，它们不仅支撑着全球大量人口的生计，还在稳定生态环境方面发挥着重要作用，冰川消融的影响无比深远。
冰川消融会引发水资源危机。冰川融水是许多河流的重要补给源，尤其在干旱地区，其对内陆河流的调节作用至关重要。南美洲秘鲁的圣塔河流域是全球冰川融水贡献率最高的水文流域之一。在圣塔河上游的科迪勒拉布兰卡冰川区，冰川融水贡献了全年径流量的约58%，旱季占比甚至超过66%，对年径流特别是枯水期的影响巨大。该流域高度依赖冰川融水来支撑农业和城市用水，但随着冰川萎缩，长期流量减少，危机已经显现。
冰川消融直接导致海平面上升。数据显示，北极变暖的速度是全球平均水平的4倍，这一现象被称为“北极放大效应”。格陵兰冰盖目前是近半个世纪以来全球平均海平面上升的最大单一贡献源。据测算，格陵兰冰盖全部融化可使海平面上升约7米。目前全球约有6.8亿人生活在沿海低地地区，海平面上升使这些地区面临被淹没、海水倒灌等风险。同时，海平面上升还会加剧海岸侵蚀，破坏沿海生态系统和基础设施。
冰川消融对生态系统的影响不容忽视。冰川消融会改变河流和湖泊的生态系统，影响鱼类和其他水生生物的生存。此外，冰川的持续消融还会导致冰川自身失稳，对外界影响更加敏感，加剧冰川灾害及其次生灾害链的频度和强度。冰川退缩后形成的冰湖，很容易发生溃决形成洪水灾害。2024年美国阿拉斯加州首府朱诺市的知名景点——门登霍尔冰川就因加速融化，导致当地遭遇洪水灾害。
冰川还承载着丰富的文化内涵和精神意义。冰川消融对高山社区的文化和精神生活产生了重大影响。海平面上升、水资源短缺及冰川灾害链风险加剧可能导致气候移民，增加社会不稳定性和冲突风险。尽管冰川消融发生在偏远的高山区，但作为气候变化的前哨，其影响最终将蔓延至山谷、沿海和城市，关乎我们每一个人的未来。
加强冰川保护刻不容缓
面对冰川消融的严峻形势，2024年8月，联合国大会通过决议，宣布2025年—2034年为“冰冻圈科学行动十年”。这一倡议致力于从冰冻圈变化监测、数据规范和共享、影响的量化分析到应对保护的全链条推进。
冰川保护的核心是“节流”，减少温室气体排放、控制全球增温是构建长效举措的核心。《巴黎协定》设定了控温目标，但仍缺乏有效的监督和执行机制。此外，黑碳减排、控制并降低沙尘传播也是缓解冰川消融的重要方式。同时，通过植树造林、沙障固沙等生态工程抑制沙漠化及沙尘传输，也可有效减缓冰川消融、提升冰川融水调节功能的可持续性。
冰川保护也离不开“开源”，即在山系或流域尺度，开展人工增雪并构建评估体系。相较温控、减排降尘，人工增雪可在短期、区域尺度上产生保护效果。对瑞士莫特拉奇冰川的模拟研究认为，在当前温室气体排放量下，人工增雪可以显著降低冰川融化速度。人工增雪的效果评估优化是长期工作，涉及多学科交叉，形成评估体系亦是当前工作的重点。
冰川保护还需要科技“助力”。在科研前沿领域，人工屏障技术正成为一种重要手段。通过在冰川底部或周围建造堤坝或人工岛，抑或在冰川底部建造高效的排水系统将冰床下的水排出或冻结，可以有效阻止暖水进入和留在冰川底部，减少冰川底部的消融速度。例如，在格陵兰岛的部分冰川区域，科学家通过建造小型人工屏障，成功减缓了冰川的消融速度，为冰川保护提供了新思路。
科学家还研发出冰川“防晒”技术——多种纳米材料和表面覆膜技术。这些盖在冰川上的“被子”可以反射更多的太阳辐射，减少冰川对热量的吸收，从而减缓冰川的消融速度。例如，空心玻璃微球覆膜技术已在一些山区冰川上进行了应用，结果显示，这种含有微小且中空圆球状粉末的覆膜可以显著提高冰川表面反照率，减少冰川的季节性消融。不过，这一方法成本较高、覆盖面积有限，还存在微塑料污染等环境风险，仅适用于个别小规模、有商业价值的冰川。
除了保护措施，对冰川的同步监测同样重要。面对冰川地区复杂的地形和变幻莫测的天气状况，需要将多种监测技术结合，以获取精准的数据。目前，无人机与卫星遥感已成为精准监测的“千里眼”。卫星遥感技术可以帮助人类更高效、更全面地监测冰川的变化。无人机可以在低空对冰川进行近距离观测，获取高分辨率的图像和数据。
（作者分别为中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所所长，中国科学院西北生态环境资源研究院研究员）
链接
冰川之最
形态最大的冰川
位于南极洲东南极冰盖的兰伯特冰川面积约为17.2万平方公里，长400千米、宽64千米，最厚处的厚度超过4000米。鉴于其面积和厚度，它很可能是世界上最大的冰川。兰伯特冰川下面还封存着全球最大的冰下湖——沃斯托克湖。该湖水平均温度为零下3摄氏度，其能够保持液态的原因是来自地心的热力使湖底的温度上升，进而使水维持液态；厚重冰层造成的巨大压力使水的凝固点下降，同时将水体同寒冷的空气相隔绝。由于这些特性，沃斯托克湖可能是水量变动最小的湖泊，封存着100万年前的水和古代微生物。
移动最快的冰川
根据现有监测数据，格陵兰岛的雅各布港冰川是世界上移动最快的冰川。2014年《冰冻圈》期刊发表的研究显示，2012年夏季雅各布港冰川突然“加速”，每天前进约46米，相当于半个足球场的长度。不过，现在其移动速度已减慢。根据美国宇航局喷气推进实验室的最新研究，雅各布港冰川移动速度的降低缘于寒冷的沿海流水的到来。科学家推测，一种被称为“北大西洋涛动”的气候模式导致格陵兰西海岸的海水温度发生变化。据悉，这一气候模式每隔5到20年就会发生逆转。当它再次逆转时，雅各布港冰川可能会再次消融。
中低纬度地区最大的冰川群
青藏高原拥有全球中低纬度地区最大的冰川群，覆盖面积约4.9万平方公里，占中国冰川总面积的80%以上。青藏高原冰川融水是长江、黄河、澜沧江（湄公河）、恒河等13条亚洲主要河流的重要补给源，是亚洲“水塔”的主要组成。2024年10月，在中国第二次青藏高原科考中，中国科学家在普若岗日冰原钻取了全球中低纬度冰川最长的冰芯。冰芯是地球历史的“时间胶囊”，这根324米长的冰芯为人们提供了一个前所未有的窗口，去窥探青藏高原乃至全球中低纬度地区的气候环境历史。此次科考还钻取了172米的透底冰芯，这种冰芯从冰川表层一直延伸到底部的岩石层，能帮助科学家研究冰川的形成年代和底部活动情况，是对气候环境记录的重要补充资料。此次发现被评为2024年中国十大科技进展新闻。