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青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡研究进展.docx
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青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡研究进展.docx
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青藏高原是除两极以外全球冰川最为发育的地区
[ 1 -2]
,是印度河、恒河、
长江、雅鲁藏布江等多条大江大河的发源地
[ 3-4]
,尤其是“一带一路”干旱区内
陆河的重要水源地
[ 5]
。青藏高原同时还是近几十年全球气候变暖最为剧烈的
地区之一
[ 6 -8]
。随着气候变化叠加效应的不断累积,青藏高原及周边地区冰川
正在发生以退缩和减薄为特征的剧烈变化
[ 2 , 9 ]
,深刻影响着该区域河流径流
的年际和年内时空格局,关系着中国及“一带一路”地区众多国家的水资源利用
和水安全
[ 3 , 5 , 1 0]
。
青藏高原冰川依据气候条件可分为极大陆型冰川、亚大陆型冰川和海洋型
冰川
[ 11 ]
,其中,极大陆型冰川和亚大陆型冰川合称大陆型冰川
[ 12 ]
,这类冰
川平衡线较高,平衡线附近的平均温度和降水量分别低于-6 ℃和 1 000 mm,
冰川运动速度较缓
[ 1 1]
。海洋型冰川平衡线相对较低,平衡线附近的年降水量
可达 1 000~3 000 mm,年平均温度高于-6 ℃,夏季平均温度介于 1~5 ℃,
冰体温度相对较高,接近于 0 ℃。海洋型冰川集中分布于青藏高原东南部,
包括横断山、念青唐古拉山中东段和喜马拉雅山东段地区
[ 1 1, 13]
,具有高物质
损失高积累,运动速度快且底部滑动显著等特征
[ 1 1, 14]
,同时众多冰川消融区
广泛分布着厚度不一的表碛
[ 14-1 6]
。与大陆型冰川相比,海洋型冰川对气候变
化的响应更敏感
[ 1 1, 17- 18]
。在全球变暖背景下,海洋型冰川普遍呈现消融加剧
[ 15 , 19 ]
、冰川表面运动活跃
[ 20 ]
、冰内冰下水系广泛发育
[ 21 ]
等特征,改变了
青藏高原东南部地区冰/雪崩、冰湖溃决洪水、泥石流、滑坡等自然灾害的发
生频率、程度和危害范围
[ 1 4, 22- 25]
,进而影响该区域河流沿岸及下游地区的水
安全、基础设施安全和生态安全。未来全球气候持续变暖
[ 7 ]
,青藏高原东南
部冰川发生相关灾害的风险也将随着区域经济体量和人口增加而升高
[ 2 6]
。
青藏高原东南部海洋型冰川的观测相对薄弱,监测冰川数量较少、区域分
布不均,仅数条冰川开展了冰川物质平衡、冰川运动、气象水文等观测与研究
[ 1 4, 19, 27-2 9]
,尤其缺少长时间序列的冰川物质平衡观测,严重制约了对气候变
暖背景下青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡特征及其影响机制和相关灾害
致灾机理的认识。因此,准确评估海洋型冰川物质变化的原因、机制及影响,
将有助于降低冰川变化对流域水资源影响及致灾效应研究中的不确定性,进而
提高适应与减缓全球变化的能力。
本文基于现有研究结果和观测数据,系统梳理青藏高原东南部海洋型冰川
物质平衡变化特征及其影响因素,综合分析近期海洋型冰川物质亏损新特征及
其潜在影响,同时探讨海洋型冰川研究面临的问题与挑战,展望冰川物质变化
研究相关的前沿问题,为准确评估气候变暖条件下青藏高原东南部海洋型冰川
变化及其对水资源利用与水安全、生态安全及相关灾害的影响奠定基础。
1 青藏高原东南部海洋型冰川分布与监测
1.1 海洋 型 冰 川 分 布
依据 Shi 等
[ 11]
的冰川类型区划方案,海洋型冰川主要分布在青藏高原东
南部地区(图 1),共发育海洋型冰川 8 607 条,总面积 13 203.2 km²,占中
国现代冰川总条数和面积的 18.6%和 22.2%
[ 1 3]
。其中,念青唐古拉山中东段
冰 川 数 量 与 规 模 最 大 , 分 别 占 该 区 域 海 洋 型 冰 川 数 量 和 面 积 的 49.7% 和
59.7%,其次是喜马拉雅山东段,其冰川面积占区域冰川面积的 28.3%,横断
山区的冰川数量和规模最小(表 1)。 冰 川面积—海 拔 高 度 分 布特征[图 1
(b)]表明区域内 80%的冰川面积集中分布在海拔 4 800~5 900 m 之间,海
拔 4 800 m 以下冰川面积仅占区域冰川面积的 8.3%。区域内以小于 0.5 km²的
冰川为主,占区域冰川数量的 67.4%,但其面积仅占区域冰川面积的 9.0%,
而大于 10 km²的冰川共计 200 余条,其面积占区域冰川总面积的 47.8%[图
1(c)]。
图 1
图 1 青藏高原东南部海洋型冰川分布(a),冰川面积随海拔高度变化特征(b)
和不同面积等级冰川数量与面积特征(c),其中冰川数据来源于美国国家冰雪数据中
心最新版本全球冰川编目数据
[30]
,图(b)中红线表示冰川面积随海拔高度呈正态分
布
Fig. 1 Maritime glaciers in the southeastern Tibetan Plateau (a),
glacier area-altitude distribution (b) and glacier distribution for different
area size classes (c), glacier data are from RGI 6.0
[30]
, red line in (b)
denotes the normal distribution curve
表 1 青藏高原东南部不同山区海洋型冰川分布特征,数据来源于 Su 等
[13]
Table 1 Maritime glaciers of different mountains in the southeastern
Tibetan Plateau, data are derived from Su et al.
[13]
山脉
海拔范围
/m a.s.l.
冰川
数量
冰川数
量占比
/%
冰川面
积/km²
冰川面
积占比
/%
平均面
积/km
2
总计
—
8
607
100
13
203.2
100
1.53
横断
山
2
979~7
142
1
725
20.0
1
579.5
12.0
0.92
念青
唐古
拉山
中东
段
2
459~6
930
4
273
49.7
7
888.8
59.7
1.85
喜马
拉雅
山东
段
3
225~8
798
2
609
30.3
3
734.9
28.3
1.43
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海洋型冰川分布区主要受西风环流和南亚季风两大气候系统的控制,前者
携带水汽较少,后者是该区域主要的降水来源
[ 1 4,31]
。同时受地形影响,该地
区形成了罕见的水汽通道,降水丰沛,是整个青藏高原最为湿润的地区
[ 14 ,
31]
。降水主要集中于每年 4—10 月份,占全年降水的 60%~90%,其他月份受
西风环流控制,降水相对较少
[ 1 3]
。青藏高原东南部地区最热的月份通常为 7
月份,不同山脉的平均气温在 16~19 ℃之间,最冷月在 1 月,平均气温在 0~4 ℃
之间
[ 3 2]
。贡嘎山东坡海螺沟冰川末端(海拔 3 000 m)1988—2019 年间年平
均气温约 4.6 ℃,年平均降水量达 1 884 mm
[ 2 8, 3 3]
。玉龙雪山白水河 1 号冰
川末端(海拔 4 700 m)2008—2020 年间年平均气温为-0.11 ℃ ,夏季平均
气温为 4.43 ℃,年平均降水量约为 2 389 mm
[ 1 9]
。念青唐古拉山东段雅弄冰
川末端(海拔 4 000 m)1979—2019 年间的年平均气温约为-4.6 ℃,夏季平
均温度约为 5.0 ℃,年降水量约 1 800 mm
[ 34]
。此外,帕隆藏布 4 号冰川平
衡线附近(海拔 5 400 m)降水量在 2 500~3 000 mm 左右
[ 3 5]
。
1.2 海洋 型 冰 川 监 测
青藏高原东南部海洋型冰川的调查最早可追溯到 20 世纪初期,国外不同
学者曾对青藏高原东南部地区冰川有过描述
[ 36-3 8]
。20 世纪 50 年代以来,国
内学者先后从不同角度对海洋型冰川开展了观测与研究
[ 14 , 31, 3 9-4 1]
,尤其 20
世纪 80 年代以来,青藏高原综合科学考察对不同海洋型冰川进行了野外调查
和定位观测,获取了冰川、冻土、积雪、水文、气象等一系列观测数据。近年
来,随着青藏高原气候变暖,加之海洋型冰川对气候响应极为敏感,使青藏高
原东南部地区成为受最为关注的区域之一
[ 19-2 0, , 27 , 29, 32 , 42- 43 ]
。同时,遥感技
术的发展为海洋型冰川大范围物质变化监测提供了重要的数据支持,近期不同
研究基于多时相遥感影像、卫星测高、重力卫星、地形数据等多源数据系统获
取了青藏高原东南部不同山区冰川物质平衡变化特征
[ 2 0, 29, 32, 34, 44- 46]
。
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