過去的50年，全球大多數(shù)冰川在快速消融。為了阻止冰川融化，除了控制溫室氣體排放減緩溫室效應(yīng)外，科學(xué)家們也開始從冰川本身入手。今年8月，中國科學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)給位于青藏高原東緣的達(dá)古冰川蓋上了一層500平方米的“被子”，試驗(yàn)用人工手段減緩冰川消融。
10月17日，該項(xiàng)研究傳來了好消息。研究團(tuán)隊(duì)前往達(dá)古冰川評估試驗(yàn)成效。現(xiàn)場考察發(fā)現(xiàn)，“蓋被子”區(qū)域的冰體消融速度明顯減少。與未覆蓋區(qū)域的冰體相比，“蓋被子”能夠減緩冰川消融厚度達(dá)1米，初步估計(jì)能夠減緩70%左右的冰川消融。
蓋“被子”為什么會(huì)讓冰川減緩消融？給冰川蓋的“被子”到底什么樣？“蓋被子”的方法可以推廣到所有的冰川保護(hù)行動(dòng)中嗎？記者就此采訪了中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任王飛騰研究員。
冰川消融帶來一系列連鎖效應(yīng)
冰川為什么需要蓋“被子”？談及這個(gè)話題，王飛騰引用了這樣一組數(shù)據(jù)。
根據(jù)《中國氣候變化藍(lán)皮書（2020）》介紹，2019年，全球平均溫度較工業(yè)化前水平高出約1.1℃，是有完整氣象觀測記錄以來的第二暖年份。過去5年（2015—2019年），是有完整氣象觀測記錄以來最暖的5年。20世紀(jì)80年代以來，每個(gè)連續(xù)10年都比前一個(gè)10年更暖。
“而且，現(xiàn)在地球正處于相對溫暖的間冰期，冰川的生成、堆積和侵蝕作用等都相對較弱?！蓖躏w騰說，從1960到2019年，全球山地冰川整體處于消融退縮狀態(tài)，特別是自1985年以來，山地冰川消融加速。2019年，全球冰川總體處于物質(zhì)高虧損狀態(tài)，全球30條參照冰川平均物質(zhì)平衡量達(dá)–1131毫米，為1960年以來冰川消融最為強(qiáng)烈的年份。
綜合考慮21世紀(jì)中國冰川對全球變暖響應(yīng)，結(jié)合冰川學(xué)相關(guān)的預(yù)測模型，到本世紀(jì)末冰川仍將繼續(xù)退縮，特別是我國80%的山地冰川以小冰川（面積小于1平方公里）為主，應(yīng)對氣候變暖，尤為脆弱。
大量冰川消融，勢必造成全球海平面升高。冰川融化后暴露的陸地和水面會(huì)吸收太陽熱量，從而導(dǎo)致更多冰體融化，加速地面增溫過程，加劇氣候變暖。冰川消融后的冰水流入大洋，可能破壞大洋環(huán)流模式，造成冬季嚴(yán)寒，暴風(fēng)雪成災(zāi)，夏季高溫不退，導(dǎo)致暴雨、颶風(fēng)、洪水泛濫等極端天氣。
另外，冰川消融還會(huì)給局部地區(qū)帶來災(zāi)害。例如，喜馬拉雅山冰川如果繼續(xù)融化，5到10年時(shí)間內(nèi)，會(huì)使尼泊爾、不丹境內(nèi)近50個(gè)冰川湖決堤進(jìn)而引發(fā)洪水泛濫。而夏季冰川的快速消融則會(huì)引發(fā)印度境內(nèi)印度河、恒河水位上漲造成洪災(zāi)。
與此同時(shí)，隨著冰川的面積消減，大部分以冰川融水為水源的地區(qū)將會(huì)嚴(yán)重缺水，如秘魯、印度北部就因冰川的加速消融面臨缺水危機(jī)。
這種“被子”不僅隔熱還能反光
冰川消融與冰川表面的能量平衡密切相關(guān)，當(dāng)冰川表面獲得的能量大于釋放的能量時(shí)，冰川開始融化或升華。據(jù)了解，冰川消融主要發(fā)生在夏季，方式有冰面消融、冰內(nèi)消融和冰下消融，太陽直接輻射和近地層大氣湍流交換是引起冰川消融的主要熱源。
給冰川蓋“被子”的方式可以有效減緩消融嗎？在回答這個(gè)問題前，王飛騰首先分享了這樣一個(gè)生活經(jīng)驗(yàn)。
在以前物質(zhì)比較匱乏、冰箱還不普及的年代，大街上經(jīng)常會(huì)見到推著自行車賣冰棍的人。賣冰棍的人會(huì)將冰棍裹在一層厚厚的棉被里。為什么要這樣做？不怕冰棍融化嗎？
王飛騰說，要想知道賣冰棍的人為什么這么做，必須先了解被子的作用。被子之所以能夠?yàn)槿梭w保暖，主要是因?yàn)樗哂斜鼗蛘哒f阻止熱傳遞的作用。我們冬天蓋著棉被暖和，不是因?yàn)槊薇槐旧砼停且驗(yàn)槊薇簧w在身上，可以減少身體的熱量流失。
記者了解到，試驗(yàn)中研究人員給冰川蓋的“被子”，是一種隔熱和反光材料。這種材料主要是滌綸、腈綸、錦綸等高分子聚合物的合成纖維，具有良好的防水和保溫作用，同時(shí)具有防紫外線、耐寒凍、抗化學(xué)腐蝕和抗生物破壞的能力。
“我們采取在冰面覆蓋隔熱和反光材料的方式，以降低太陽對冰川的直接輻射和近地層大氣湍流交換所產(chǎn)生的影響，白色覆蓋物還可以增大冰川表面的反照率，以減緩冰川的消融?！蓖躏w騰解釋，換句話說，就是利用“被子”的保溫能力，切斷冰川與外部的熱交換，使隔熱和反光材料覆蓋下的冰川表面能維持一個(gè)相對較低的溫度，減緩冰川消融趨勢。
“在當(dāng)前區(qū)域迅速增溫、冰川快速退縮的情況下，運(yùn)用科學(xué)方法緩解冰川消融、保持水資源的可持續(xù)利用，顯得尤為重要。”王飛騰說。
除了給冰川蓋“被子”外，有關(guān)學(xué)者以往的研究發(fā)現(xiàn)，在冰面直接實(shí)施人工降雪，不僅能增加冰川上的積雪也能增大冰川表面的反照率。在瑞士，科學(xué)家利用計(jì)算機(jī)模型模擬發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前二氧化碳排放的情境下，人工降雪可減少瑞士莫爾特拉齊冰川退縮達(dá)400—500米之多?？茖W(xué)家還將白色的羊毛毯覆蓋在瑞士羅納河和格勝冰河冰川上，利用羊毛毯遮擋和反射太陽輻射以達(dá)到緩解冰川消融的目的。
“這些工作處于同類研究的最前沿，但很多僅停留于模型計(jì)算，沒有通過實(shí)際觀測加以驗(yàn)證?！蓖躏w騰說。
蓋“被子”不適用于所有冰川
據(jù)科研人員介紹，這次冰川消融實(shí)驗(yàn)是在四川省阿壩藏族自治州達(dá)古冰川進(jìn)行的。
該冰川屬于海洋性冰川，受海洋性季風(fēng)氣候影響較大，當(dāng)?shù)亟涤贻^多。與大陸性冰川相比，海洋性冰川累積或者消融的速度非?？?，冰川運(yùn)動(dòng)相對頻繁，冰川消退速度更快。
據(jù)了解，達(dá)古冰川共有現(xiàn)代山地冰川19條，最為集中的區(qū)域在三達(dá)古源頭，共13條。研究人員做實(shí)驗(yàn)的區(qū)域位于當(dāng)前其已開發(fā)的17號冰川，該冰川呈月牙形，面積僅為0.17平方公里。在夏季消融區(qū)，17號冰川會(huì)分裂成3塊。科研人員選擇在面積最大的一塊冰川上開展蓋“被子”實(shí)驗(yàn)。
“從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來說，效果顯著，減少了厚度接近1米的消融量，大大減緩了冰川在全球變暖背景條件下的變化；從試驗(yàn)成本和人力來說，投入并不高，完全可以大規(guī)模推廣使用；從環(huán)境保護(hù)方面來說，實(shí)驗(yàn)材料可以回收利用，既節(jié)約了成本，又不會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。”王飛騰說，從目前來看，給冰川“蓋被子”的做法可以推廣到我國西部交通方便、比較容易到達(dá)的冰川。
“但是對于人跡罕至、面積較大的冰川，從實(shí)際操作的角度來看，這種方法將有一定的局限性。利用人工降雪來增加冰川的反照率，效果會(huì)更好一些?！蓖躏w騰解釋說，雖然這些方法都能緩解冰川消融，但都有點(diǎn)治標(biāo)不治本，要想從根本上挽救冰川，還是要從全球或區(qū)域尺度上進(jìn)行節(jié)能減排、減緩全球變暖。（陳 瑜）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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