游客在阿根廷圣克魯斯省觀賞佩里托莫雷諾冰川。新華社/法新
3月21日，全球首個(gè)世界冰川日。
冰川是地球淡水資源的重要組成部分，不僅為數(shù)十億人提供飲用水和灌溉水源，還在調(diào)節(jié)全球氣候、維持生物多樣性方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而，隨著全球氣候變暖，冰川正以驚人的速度消融，不僅威脅著全球生態(tài)系統(tǒng)，還對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2022年12月，聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過決議，將2025年確定為國(guó)際冰川保護(hù)年，從2025年起每年的3月21日為世界冰川日，旨在提高公眾的冰川保護(hù)意識(shí)，呼吁全球采取行動(dòng)，應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)冰川和生態(tài)環(huán)境的威脅，共同守衛(wèi)地球的“白色寶藏”。
全球冰川正以驚人速度融化
冰川，是由固態(tài)降水積累、演化形成的流動(dòng)冰體。全球現(xiàn)代冰川（包括冰蓋和山地冰川）總面積約為1480萬平方公里，占地球陸地面積的10%左右，儲(chǔ)備著全球約70%的淡水資源。目前，南極冰蓋和格陵蘭冰蓋都是由面積大于5萬平方公里的冰川組成。其中，南極冰蓋是目前最大的冰蓋，占地球上90%的冰儲(chǔ)量，全部融化將導(dǎo)致海平面升高約58.3米。除冰蓋外，全球山地冰川總面積約為70萬平方公里，其中北極、北美洲西部和青藏高原是全球最主要的山地冰川分布區(qū)。
當(dāng)前，全球冰川正以驚人的速度融化。英國(guó)《自然》雜志近期發(fā)表的最新研究顯示，2000年至2023年間，全球冰川物質(zhì)減少了約5%，約為6.542萬億噸。不僅如此，冰川融化還在持續(xù)加速，2012年至2023年間，全球冰川的平均物質(zhì)減少與2000年至2011年間相比增加了36%左右。2023年一年，全球冰川物質(zhì)減少量甚至達(dá)到5480億噸。
世界上絕大部分地方的冰川和冰蓋都在萎縮。2009年，位于安第斯山脈的恰卡塔雅冰川消失；2023年，委內(nèi)瑞拉失去了最后一座冰川——拉科羅納冰川。過去20來年，歐洲中部損失了39%的冰川。預(yù)計(jì)到2100年，若升溫4攝氏度，全球超過80%的冰川都將消失。在整體萎縮的趨勢(shì)中，也存在時(shí)間和地區(qū)上的差異。比如，阿拉斯加、冰島和喀喇昆侖的部分冰川，近年來出現(xiàn)了冰川躍動(dòng)現(xiàn)象，即冰川周期性地在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生快速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，看起來像是冰川在“增長(zhǎng)”，但隨后可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)年的消退。
冰川為什么在加速消融？
從地球地質(zhì)歷史的宏大尺度來看，當(dāng)前，我們正處于末次冰期結(jié)束后的全新世間冰期。在距今約2萬年的末次冰盛期，古冰川占陸地面積達(dá)1/4左右，遠(yuǎn)非現(xiàn)代冰川可以比擬，這是氣候自然變化的結(jié)果。但現(xiàn)在，氣候變化越來越多受到人類活動(dòng)的影響，在較短時(shí)間尺度上驅(qū)動(dòng)了冰川的快速消融。2023年，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)第六次評(píng)估報(bào)告指出，全球平均氣溫已比工業(yè)化前水平上升了約1.1攝氏度。冰川對(duì)氣溫變化極為敏感，氣溫升高直接導(dǎo)致冰川融化的速度加快。人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變暖很可能是20世紀(jì)90年代以來全球冰川普遍萎縮的主要影響因素。
除了氣溫持續(xù)升高，其他因素也能夠直接影響冰川變化的過程。比如，人類活動(dòng)產(chǎn)生的黑碳（含碳物質(zhì)不完全燃燒的產(chǎn)物）等吸光性氣溶膠沉降到冰川表面后，會(huì)使冰川表面暗化，降低反照率，輻射吸收增加，進(jìn)而加速冰川消融。同時(shí)，冰川表面的藻類物質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生類似作用。此外，冰川表面的表磧物（粒徑變化較大的混雜物質(zhì)）在較薄時(shí)會(huì)加速消融，但隨著厚度增加，其影響會(huì)逐漸減小，甚至轉(zhuǎn)為阻擋輻射進(jìn)入冰體，減緩冰川消融。這些因素已經(jīng)并將繼續(xù)導(dǎo)致部分地區(qū)冰川變化過程發(fā)生改變。
引發(fā)生態(tài)環(huán)境多米諾骨牌效應(yīng)
冰川對(duì)氣候變化敏感，是氣候變化可靠的指示器和預(yù)警器。據(jù)世界氣象組織公布的數(shù)據(jù)，全球有超過27.5萬條冰川，它們不僅支撐著全球大量人口的生計(jì)，還在穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用，冰川消融的影響無比深遠(yuǎn)。
冰川消融會(huì)引發(fā)水資源危機(jī)。冰川融水是許多河流的重要補(bǔ)給源，尤其在干旱地區(qū)，其對(duì)內(nèi)陸河流的調(diào)節(jié)作用至關(guān)重要。南美洲秘魯?shù)氖ニ恿饔蚴侨虮ㄈ谒暙I(xiàn)率最高的水文流域之一。在圣塔河上游的科迪勒拉布蘭卡冰川區(qū)，冰川融水貢獻(xiàn)了全年徑流量的約58%，旱季占比甚至超過66%，對(duì)年徑流特別是枯水期的影響巨大。該流域高度依賴冰川融水來支撐農(nóng)業(yè)和城市用水，但隨著冰川萎縮，長(zhǎng)期流量減少，危機(jī)已經(jīng)顯現(xiàn)。
冰川消融直接導(dǎo)致海平面上升。數(shù)據(jù)顯示，北極變暖的速度是全球平均水平的4倍，這一現(xiàn)象被稱為“北極放大效應(yīng)”。格陵蘭冰蓋目前是近半個(gè)世紀(jì)以來全球平均海平面上升的最大單一貢獻(xiàn)源。據(jù)測(cè)算，格陵蘭冰蓋全部融化可使海平面上升約7米。目前全球約有6.8億人生活在沿海低地地區(qū)，海平面上升使這些地區(qū)面臨被淹沒、海水倒灌等風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，海平面上升還會(huì)加劇海岸侵蝕，破壞沿海生態(tài)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施。
冰川消融對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響不容忽視。冰川消融會(huì)改變河流和湖泊的生態(tài)系統(tǒng)，影響魚類和其他水生生物的生存。此外，冰川的持續(xù)消融還會(huì)導(dǎo)致冰川自身失穩(wěn)，對(duì)外界影響更加敏感，加劇冰川災(zāi)害及其次生災(zāi)害鏈的頻度和強(qiáng)度。冰川退縮后形成的冰湖，很容易發(fā)生潰決形成洪水災(zāi)害。2024年美國(guó)阿拉斯加州首府朱諾市的知名景點(diǎn)——門登霍爾冰川就因加速融化，導(dǎo)致當(dāng)?shù)卦庥龊樗疄?zāi)害。
冰川還承載著豐富的文化內(nèi)涵和精神意義。冰川消融對(duì)高山社區(qū)的文化和精神生活產(chǎn)生了重大影響。海平面上升、水資源短缺及冰川災(zāi)害鏈風(fēng)險(xiǎn)加劇可能導(dǎo)致氣候移民，增加社會(huì)不穩(wěn)定性和沖突風(fēng)險(xiǎn)。盡管冰川消融發(fā)生在偏遠(yuǎn)的高山區(qū)，但作為氣候變化的前哨，其影響最終將蔓延至山谷、沿海和城市，關(guān)乎我們每一個(gè)人的未來。
加強(qiáng)冰川保護(hù)刻不容緩
面對(duì)冰川消融的嚴(yán)峻形勢(shì)，2024年8月，聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過決議，宣布2025年—2034年為“冰凍圈科學(xué)行動(dòng)十年”。這一倡議致力于從冰凍圈變化監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)規(guī)范和共享、影響的量化分析到應(yīng)對(duì)保護(hù)的全鏈條推進(jìn)。
冰川保護(hù)的核心是“節(jié)流”，減少溫室氣體排放、控制全球增溫是構(gòu)建長(zhǎng)效舉措的核心。《巴黎協(xié)定》設(shè)定了控溫目標(biāo)，但仍缺乏有效的監(jiān)督和執(zhí)行機(jī)制。此外，黑碳減排、控制并降低沙塵傳播也是緩解冰川消融的重要方式。同時(shí)，通過植樹造林、沙障固沙等生態(tài)工程抑制沙漠化及沙塵傳輸，也可有效減緩冰川消融、提升冰川融水調(diào)節(jié)功能的可持續(xù)性。
冰川保護(hù)也離不開“開源”，即在山系或流域尺度，開展人工增雪并構(gòu)建評(píng)估體系。相較溫控、減排降塵，人工增雪可在短期、區(qū)域尺度上產(chǎn)生保護(hù)效果。對(duì)瑞士莫特拉奇冰川的模擬研究認(rèn)為，在當(dāng)前溫室氣體排放量下，人工增雪可以顯著降低冰川融化速度。人工增雪的效果評(píng)估優(yōu)化是長(zhǎng)期工作，涉及多學(xué)科交叉，形成評(píng)估體系亦是當(dāng)前工作的重點(diǎn)。
冰川保護(hù)還需要科技“助力”。在科研前沿領(lǐng)域，人工屏障技術(shù)正成為一種重要手段。通過在冰川底部或周圍建造堤壩或人工島，抑或在冰川底部建造高效的排水系統(tǒng)將冰床下的水排出或凍結(jié)，可以有效阻止暖水進(jìn)入和留在冰川底部，減少冰川底部的消融速度。例如，在格陵蘭島的部分冰川區(qū)域，科學(xué)家通過建造小型人工屏障，成功減緩了冰川的消融速度，為冰川保護(hù)提供了新思路。
科學(xué)家還研發(fā)出冰川“防曬”技術(shù)——多種納米材料和表面覆膜技術(shù)。這些蓋在冰川上的“被子”可以反射更多的太陽輻射，減少冰川對(duì)熱量的吸收，從而減緩冰川的消融速度。例如，空心玻璃微球覆膜技術(shù)已在一些山區(qū)冰川上進(jìn)行了應(yīng)用，結(jié)果顯示，這種含有微小且中空?qǐng)A球狀粉末的覆膜可以顯著提高冰川表面反照率，減少冰川的季節(jié)性消融。不過，這一方法成本較高、覆蓋面積有限，還存在微塑料污染等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，僅適用于個(gè)別小規(guī)模、有商業(yè)價(jià)值的冰川。
除了保護(hù)措施，對(duì)冰川的同步監(jiān)測(cè)同樣重要。面對(duì)冰川地區(qū)復(fù)雜的地形和變幻莫測(cè)的天氣狀況，需要將多種監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合，以獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。目前，無人機(jī)與衛(wèi)星遙感已成為精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的“千里眼”。衛(wèi)星遙感技術(shù)可以幫助人類更高效、更全面地監(jiān)測(cè)冰川的變化。無人機(jī)可以在低空對(duì)冰川進(jìn)行近距離觀測(cè)，獲取高分辨率的圖像和數(shù)據(jù)。
（作者分別為中國(guó)科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所所長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員）
（責(zé)任編輯：梁艷）
晉公網(wǎng)安備 14090202000008號(hào) 
