近日,《自然·地球科学》在线杂志刊发论文“天山山脉过去50年冰山面积大量流失”,研究者估算,到2050年,天山山脉至少有一半的冰川会溶解。
该研究由德国波茨坦地学研究中心(GFZ German Research Centre for Geosciences)与法国雷恩大学国家科学研究中心(CNRS)合作完成。
研究者指出,自20世纪60年代以来,天山山脉有近3000多平方千米的冰川溶解,平均每年溶解5.4亿吨。
还远不止这些。研究还得出,在过去50年中,天山山脉的冰川质量减少了27%,冰川面积减少了18%。
天山冰川的冰雪融水对于中亚国家的淡水供应尤为重要,这其中也包括中国西北地区。“尽管冰川如此重要,但上个世纪冰川的变化几乎一无所知。”参与研究的首席调查员Daniel Farinotti说。
冰川在消融
冰川在中亚地区的水循环中发挥着重要作用,尤其对于天山山脉周边国家和地区,如哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦以及中国新疆地区。
从地理位置和气候特点来看,中亚地区大部分属于干旱和半干旱地区,常年降水量少,农业灌溉用水和居民生活用水主要依靠冰雪融水。
然而,中亚冰川在消融。研究显示,在1970年代到1990年代,冰川消融的速度最大。Daniel Farinotti说:“毫无疑问,这与全球变暖有关。”
根据2013年世界银行发布的一份关于气候变化的报告中预测,未来二三十年,全球气温将有可能升高2摄氏度。按此推算,研究者做出了一个预测,到2050年,天山山脉冰川至少一半会溶解。
研究表明,气温的上升,尤其是夏天气温升高,是该地区冰川消融的主要原因。“这好像无关紧要,因为该地区冬季月份很干燥,而山脉那么高,主要是夏季可以补充冰川的降雪。”Daniel Farinotti说:“这就意味着气温升高,不仅使得冰雪融化,也减少了冰川的供给。”
该研究并非孤证。早在2012年由I’ UNIGE主导的研究同样表明,天山山脉的周边地区冰川消融情况在加剧。
由I’ UNIGE主导的研究得出,天山山脉的冰川面积以每年0.1%到0.8%的速度消褪,这与阿尔卑斯山的冰川消融速度相差不大。其中最大的冰川消融发生于天山山脉的边缘地区,临近阿拉木图,比什凯克,塔什干,乌鲁木齐等主要城市。
这与德国波茨坦地学研究中心和法国雷恩大学国家科学研究中心得出的结论基本相同。
尽管I’UNIGE研究发现冰川消融会导致夏季河流流量减少,但对全年河流流量的影响仍不明晰。该研究的第一作者Anina Sorg在接受Phys.org采访时解释说:“影响水资源总量的因素很多,包括降雨量,蒸发量,甚至人类活动也会对整个水循环有影响。”
西北水资源或存危机
目前,冰川退缩已成为全球性趋势。最直接的原因就是全球变暖,数据资料显示,仅1993年~2003年间因全球冰川退缩造成海平面上升就达0.77±0.18mm,预测到2100年冰川和冰帽消融造成的海平面上升将分别达到0.046m和0.051m。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所丁永建曾在研究中指出,山地冰川的强烈消融甚至会产生洪水、泥石流等自然灾害,而中亚地区冰川退缩可能会造成以冰川融水为主要补给的地区出现缺水危机。
《中国科学》杂志曾刊文指出,高亚洲冰川退缩已经对中国西北干旱区水资源产生重大影响。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、兰州城市学院、西北师范大学数位专家曾以东天山为例做过相关研究,指出东天山冰川在近40年来退缩明显,尤其以南坡冰川退缩最为强烈,在目前升温趋势下,小于0.5KM的冰川消融正盛,长远看,这部分固态水资源对河流的补给作用将会大大减弱。
从冰川对河流的调节作用来看,主要表现为高山带冰川在冷季时将降水以固态的形式保存下来,而在暖季时以融水的形式释放出来,对河流进行补给,如果在暖季冰川融水过多,对于没有冰川融水补给的河流,其径流量年变差系数变幅较大,易发生突发性洪水、泥石流等灾害。
河流径流量年变差系数不稳定所带来的不仅是自然灾害,还密切关联农业生产、居民用水。“这些地区(依赖天山山脉冰雪融水补充淡水资源的地区),夏天灌溉以及居民用水主要依赖冰川融水。”I’UNIGE研究的一位作者对Phys.org说:“不断加剧的冰川消融严重影响了淡水资源总量以及季节分配。起初,冰川消融有可能增加可用的淡水资源,但如果降雨量没能够补充冰川消融造成的水量减少,冰川消融造成的水量减少最终就会使得可用的水资源减少。”
有“地下长城”之称的吐鲁番坎儿井的水资源主要由博格达山脉(天山支脉)冰川融水及高山区丰富的降水渗人戈壁汇成潜流,近年来由于生态系统的恶化以及水资源短缺造成地下水位下降,坎儿井数量已经由20世纪50年代的1700多条锐减至2009年的278条。
乌鲁木齐也在影响范围之列。随着城市用水量增加,乌鲁木齐市有些年份甚至出现水量接近可供水量的极限。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所李开明在研究中指出,如果气候持续变暖,冰川消融加速,其储量会大幅减少,危及未来区域经济发展及人类生存安全。
而该地区环境甚至进入恶性循环。据Phys.org报道,天山山脉冰川消融会使中亚地区的水资源由降雨量决定,而非冰川融水,但由于降雨量的不稳定性,这无疑会加剧各国对水资源的争夺,而紧张的政治局势无疑会使当地环境进一步恶化。