冰凍圈告急災害增多它們終成“丑樣子”

　　2018年夏天，一篇題為《北極圈罕見32攝氏度高溫，我們有生之年，或許再也看不到北極熊了》的文章刷爆朋友圈。盡管把一個地點的最高溫度當作平均溫度來認知是不科學的，但這個全球氣候變暖的“小故事”，還是著實嚇了人一跳。

　　幾乎在同一時間，新疆連續在阿克蘇溫宿縣和哈密出現暴雨洪水，尤其是8月中旬喀喇昆侖山冰湖潰決洪水暴發，相當于3個西湖的水從天而降，致使下游的葉爾羌河水位迅速上漲。

　　再到10月17日，西藏米林縣雅魯藏布江左岸色東普溝發生大規模泥石流災害，堵斷雅魯藏布江干流并形成堰塞湖，堰塞湖最大庫容量達6億立方米！當時，受災約6600人，受影響16000余人，疏散撤離7100余人。除此之外，還有被沖毀的村莊、橋梁、道路、耕地、水渠、電力電信基礎設施等。

　　看似3個不同地點的不同事件，其實，都來自地球冰凍圈，且有著同樣的起因……

　　災害的幕后推手

　　冰凍圈是地球表層的水以固態形式存在的圈層，包括冰川、冰蓋、凍土、海冰等，儲存著全球77%的淡水資源，對全球氣候變化最敏感。中國的冰凍圈主要就分布在青藏高原、新疆北部以及黑龍江北部地區。

　　雅魯藏布江色東普溝堵江事件發生后，中科院院士姚檀棟迅速組織了科學調查組，他們得到的結論是，這不是一次傳統意義上的山體滑坡或泥石流，而是由冰崩（也稱冰川滑坡或崩塌）產生碎屑流引起的。

　　當冰川上部較高位置發生冰崩，快速運動的冰崩體強烈鏟刮、侵蝕冰川下游的冰磧物，以及沿溝堆積的坡殘積物，直到進入到雅魯藏布江堆積形成堵江壩和堰塞湖。

　　不僅如此，發生泥石流的溝谷上游是東浦冰川，面積達30多平方千米，屬于海洋性冰川。冰川消融強烈，融水量大，侵蝕強烈，冰川冰磧物多。冰川融水、積雪融水、冰崩與雪崩堆積體融水都是冰川泥石流物質的組成部分。

　　而喀喇昆侖山的冰湖潰決之前已有預兆。中科院西北生態環境資源研究院沈永平團隊對新疆葉爾羌河監測多年，8月4日他們拿到的衛星影像顯示，冰湖對比7月明顯增大。而后又根據解譯衛星影像，沈永平判斷其馬上就會潰決，并第一時間告知了新疆水文局。

　　根據他的分析，此次冰湖潰決是由于克亞吉爾冰川躍動前進形成一條冰壩，阻斷了隨著溫度上升源源不斷的冰川融水，生成了一個堰塞湖。7月以來新疆大部分地區持續高溫，冰雪消融強烈，堰塞湖面積、容量不斷擴大，同時擋住堰塞湖的冰壩自身因升溫而融化。8月10日，湖水沖垮冰壩，傾瀉而下。

　　2018年的中國冰川，正在因為氣候變化而變得越來越不穩定。

　　“不想看到它們‘變丑’的樣子”

　　其實，就在今年5月到8月，沈永平團隊和甘肅省科學院地質自然災害防治研究所一起，與環保組織綠色和平“中國冰川與氣候變化影響項目組”合作，對中國西部的主要冰川進行了一次考察記錄。隨后，他們于11月20日向媒體發布了《冰凍圈告急：2018氣候變化影響下中國冰川研究》的報告。報告顯示，中國西部冰川近十幾年來呈現出加速變化之勢。

　　根據第二次中國冰川編目的統計結果，我國目前共有冰川48571條，總面積約5.18×104平方千米，與上世紀60~80年代第一次冰川編目的結果相比，我國冰川面積縮小了約18%。

　　沈永平表示，未來幾十年這類冰川仍將繼續保持退縮趨勢，特別是那些面積小于1平方千米的冰川，將面臨消失。由于中國冰川中80%以上都是面積小于1平方千米的小冰川，由此可以預見，未來幾十年冰川條數將會減少。并且，青藏高原東南部海洋性冰川的退縮幅度仍將遠大于青藏高原西部的極大陸性冰川。

　　作為一個研究冰川已經35年的科研人員，沈永平這些年其實越發地不愿意上冰川了，因為“不想看到它們‘變丑’的樣子”。

　　1983年，剛剛進入中科院冰川凍土研究所研究生學習冰川學的沈永平，見到的烏魯木齊河源1號冰川，東、西兩支氣勢磅礴地匯流為一體。后來，他在那里的冰川站工作多年，眼看著它們步步后退，1993年就徹底分離成了獨立的兩條冰川。到了2010年，東、西兩支相隔越來越遠，只能遙遙相望。今年再見時，冰川的末端只剩下薄薄的一層，坑坑洼洼、了無生趣。

　　這就是氣候變化給冰川研究者留下的深刻印記。

　　為什么在冰凍圈尤其是青藏高原，科學家們的感受尤為強烈？因為，這是氣候變暖最強烈的區域，變暖幅度遠大于全球其他地區，也是未來全球氣候變化影響不確定性最大的地區。沈永平解釋，氣候變化存在“海拔效應”，也就是說，隨著海拔高度的增加，氣候變暖的速率會增大，因此高山環境比低海拔環境經歷的溫度變化更快。

　　青藏高原生態環境評估表明，青藏高原的溫度變化整體上呈波動上升趨勢。20世紀以來氣候快速變暖，近50年來的變暖超過全球同期平均升溫率的2倍，達到每十年0.3℃~0.4℃，是過去2000年中最溫暖的時段。近期降水量總體也呈現增加趨勢，每10年增加2.2%。

　　有一個例子可以充分說明這個問題。2003年6~8月中國科學院慕士塔格冰川考察隊在慕士塔格山海拔7010 米處鉆取了一支長41.6米的冰芯，從中恢復了1955年以來的積累量。冰芯同位素記錄的年變化與當地氣象數據以及全球氣溫變化的趨勢是一致的，但變化幅度比其他兩個記錄都大得多。當時，北半球變暖幅度為每十年0.14℃，慕士塔格峰地區附近塔什庫爾干氣象站給出的結果是每十年為0.18℃，然而，慕士塔格冰芯變暖達到了2℃～2.4℃。

　　冰川消融的災害鏈

　　氣溫上升，冰川消融、退縮已是常態，現在真正讓科學家擔憂的，是那些過去鮮少發生的災害因此提高暴發頻率，也演變成一種常態。

　　1986年8月，沈永平跟著老一輩的冰川學家，參加了中國—聯邦德國喀喇昆侖山科學考察隊的一個小組。一天，他們在世界第二高峰喬戈里峰北坡冰川附近扎營，距離末端十幾公里。第二天中午，一聲巨響從喬戈里峰的山頂附近傳來。在海拔7800米附近的懸冰川前沿，冰塊突然斷裂滑塌，冰崩產生的冰體向山下海拔5300米的粒雪盆推動滾下，不斷帶動山坡上的積雪，雪崩推動的粉狀雪云前沿加速擴大，最后沖擊到粒雪盆，形成500～600米的雪粉云，一直飄浮到4～5千米之外，甚至到達了他們的前進營地。

　　沈永平很多年后回想，才確認那是一次冰崩。

　　從8月持續到11月的考察活動，還不止這一次歷險故事。沈永平回憶說，當時考察隊伍在經過葉爾羌河上游時，就遇到了冰湖潰決。浩浩蕩蕩一百多頭駱駝的隊伍，有的摔死，有的被洪水沖走。

　　可見，當時冰崩、冰湖潰決等災害就對高山科學考察和登山活動產生了不小的威脅。不過，由于對冰川的基礎研究還不充分，這些災害在當時只是作為獨立事件被看待。

　　2000年以后，氣候變化的因素才開始進入科學家的視線，他們意識到，氣溫上升、冰川退縮、自然災害這三者之間是有密切關聯的。

　　沈永平表示，氣候變暖一方面會導致冰湖數量和冰湖潰決洪水潛在威脅增加。

　　冰湖是由于冰川退縮產生的融水在冰川末端或者側部匯集而成的高原湖泊，我國的冰湖主要分布在西藏念青唐古拉山和喜馬拉雅山地區。近年來，隨著氣溫升高、冰川融水增加、降雨量增加、高溫、強降雨等極端天氣條件增多，加大了湖泊的補給源，冰湖潰決的可能性就增大，同時，溝谷中松散固體物質多時還會轉化為泥石流。

　　例如，近30年來，新疆洪水發生頻率明顯增多，近期新疆冰川洪水災害發生的頻率和影響程度也呈加大趨勢。

　　另一方面，冰崩和躍動冰川的危害也在增加。

　　沈永平解釋道，造成冰崩的原因本身有很多種，比如冰川的前進、冰床坡度劇烈增大、遇有陡坎、冰內融水、冰湖潰決以及地震等。目前的現狀是，由于氣候變化引起的冰川退縮，使得許多小的山谷和冰斗冰川變成懸冰川，增加了坡面冰體的斷裂和滑動，或者由于冰川融雪，積水滲透，在冰川下累積，造成底部滑動，都會使冰崩的可能性上升。

　　2004年2月，青海省瑪沁縣大武鄉的阿尼瑪卿雪山發生雪崩，僅僅隔了3年，再次發生大面積冰崩。2016年7月和9月，青藏高原北部阿里地區日土縣東汝鄉阿汝錯湖區冰川群的53號和50號冰川分別暴發了“極為罕見”的冰崩，這也是青藏高原地區首次記錄到的冰崩巨災。

　　“看起來冰崩對我們的日常生活影響不大，可實際上，當它們直接崩入冰湖導致湖水溢壩或冰湖潰決，溢出水或潰決水強烈沖蝕溝床和岸坡，導致泥石流暴發，由于水源不足，泥石流在運動途中或出山口后發生堆積，從而形成一整條災害鏈。這對百姓生活、生產，以及生命安全是有嚴重威脅的。”因此，沈永平團隊在此次考察活動結束之后，初步形成了一份《氣候變化下中國冰川面臨失穩危險導致冰川災害風險增加》的科學報告。

　　應對冰川災害的研究和預警

　　綠色和平氣候與能源項目主任劉君言在接受《中國科學報》采訪時表示，這次“中國冰川與氣候變化影響項目”不僅僅關注氣候變化影響下中國冰川的變化，更進一步關注中國冰川變化對下游流域生態系統和社會經濟的深刻影響。

　　“與雪、冰和冰川有關的災害, 通常不太引人注目，甚至被忽視，但是冰雪災害地區累計的損失代價卻相當大。”沈永平坦言，這些地區主要是少數民族聚居地區，生態環境本就脆弱，經濟發展落后，對氣候變化適應能力也比較弱。而隨著山區資源開發利用，公路、水電站的建設和旅游事業的發展，都需要一個穩定的自然環境。

　　沈永平在《氣候變化下中國冰川面臨失穩危險導致冰川災害風險增加》的報告里，也對防災減災給出了一些建議。

　　例如，評估氣候變化對冰雪洪水的頻率和強度的影響。加強冰川消融觀測及冰湖水位的監測，建立預警系統，進行冰川消融和冰湖潰決洪水預報，為下游的防洪安全和水庫安全提供科技支持；有計劃地在主要冰雪補給為主河流上游建山區水庫，存儲加速消失的冰川融化的水，通過水庫向山區遷移來掌握主動權，提高對徑流的調蓄能力，提高對重要河流的水供應控制能力。并且，加強洪水監測、預報、預警、調度系統的建設。

　　在今后30~50年，西部山地的冰川洪水和冰川泥石流災害將隨著冰川融水徑流的增加而增多，因此，要加強對冰雪災害的監測與研究，尤其是在一些重大工程區和開發區。

　　根據冰雪災害發生機理，建立冰雪災害對重大工程的預警系統與響應體系。建議編制我國冰川變化下的冰災害潛在分布圖，定期提出監測和評估報告，為重大工程的防護提供數據支持與理論指導，為中國西部冰雪災害應急預案、防災與減災等提供決策依據和建議。

　　在以上這些過程中，沈永平認為，科學研究機構和決策部門尤其保持密切的溝通，將監測和科研信息、數據及時傳遞出去。