青藏高原及周边地区冰川变化的时空格局与趋势
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冰川变化对水资源及海平面变化的影响
冰川被誉为“固体水库”，是青藏高原及周边地区水塔的重要组成部分。在我国西北干旱地区和中亚干旱区，高山冰川融水对河川径流起到“削峰填谷”的作用，即：在干旱年份，冰川消融量增大，对河川径流的补给增强，从而缓解下游地区的干旱；在湿润年份，冰川消融减弱，对河川径流的补给减少，从而使河川径流量的变化趋于平缓。例如，印度河流域正常年份 7 月的冰川融水对同期径流的贡献约为 53％，但在干旱年份可达 63％。然而，冰川的这种作用随着流域内冰川规模的变化而发生变化。因此，揭示冰川变化对水资源的影响，对于干旱地区水资源的合理规划与利用具有重要的意义。另外，鉴于全球山地冰川变化对海平面上升的重要影响，以及青藏高原及周边地区冰川作为全球山地冰川的重要组成部分，因此，认识青藏高原及周边地区冰川变化对海平面的影响，将有助于理解青藏高原及周边地区冰川在全球变化研究中的作用。
青藏高原及周边地区冰川的未来变化
关于流域尺度或区域尺度冰川变化的预测，目前大多利用冰川学的相关模型来进行计算。最近的一项研究表明，在未来全球升温 1．5°C 的情况下（相当于典型浓度排放路径 RCP2．6 情景下的升温），青藏高原及周边地区将升温 2．1°C±0．1°C，这将导致到21 世纪末青藏高原及周边地区冰川的冰储量减少到目前的 64％±7％，面积减少到目前的 64％±8％。在极端排放情景下（RCP8．5），到 21 世纪末青藏高原及周边地区冰川的冰储量和面积将分别减少到目前的 36％±5％ 和 32％±5％。未来全球升温 2°C 情况下全球山地冰川冰量变化的预估结果表明，到 21 世纪末全球山地冰川冰储量将减少 64％±5％，青藏高原及周边地区冰川冰储量减少比例在中亚地区达到 80％±7％，在青藏高原西部地区高达 98％±1％。基于不同气候条件下冰川变化的经验关系，对我国冰川未来变化的预估结果表明，在未来 2030 年、2070 年和 2100 年气温分别上升 0．4°C—1．2°C、1．2°C—2．7°C和 2．1°C—4．0°C 情况下，届时我国冰川面积将分别减少 12％、28％ 和 45％。由此可见，不同预估结果之间还存在一定的差异，今后应在预估方法、模型等方面进行进一步的完善，以降低预估的不确定性。
冰川变化对水资源的影响
在流域尺度上，冰川对于水资源的重要性评价主要包括 3 个方面，即：固体冰储量、冰川融水量或冰川融水对出山径流的贡献，以及气候变暖情况下冰川融水径流峰值的出现时间（融水径流峰值出现之前，冰川融水径流处于增加趋势，之后冰川融水径流将处于减少趋势）。前文已经介绍了青藏高原及周边地区冰川的冰储量，而且我国 2 次冰川编目也已经给出了我国不同时期的冰川的冰储量状况（即 20 世纪 70 年代时约为 5 600 立方公里，2010 年前后为 4 494 立方公里）。因此，此处仅就气候变暖情况下青藏高原及周边地区冰川变化对融水径流的影响予以说明。
最近对我国冰川融水径流的估算结果表明，我国冰川每年的融水径流总量为 629．56 亿立方米，较以前的估算值（604．65 亿立方米，主要依据 1990 年之前资料计算）略高，这反映了过去气候变暖背景下冰川融水径流的增加趋势。基于月尺度的度日模型对 1961—2006 年时期塔里木河流域各水系冰川物质平衡和融水径流序列进行了重建，结果表明：塔里木河流域多年平均冰川融水径流量为 144．16 亿立方米，冰川融水对河流径流的贡献在 1990 年之后明显增大；1991—2006 年冰川融水对河流径流的补给比例由 1961—1990 年的 41．5％ 增加到 46．5％；塔里木河流域出山径流年际变化与冰川融水径流年际变化过程基本一致，并均呈上升趋势；河流径流量增加量中约 3／4 以上源于冰川消融增强的贡献。1961—2006 年河西内陆河流域各河流冰川融水径流都呈增加趋势，冰川融水补给率从 1961—1990 年的 15．1％ 增加到 1990 年之后的 19．4％。对石羊河冰川融水径流过去变化的重建和未来不同气候情景下的预测结果表明，1961—2008 年冰川融水径流以每年 7 900 立方米的速度增长，之后冰川产流量呈下降趋势。因此，该流域融水径流在 21 世纪初已经到达峰值，即拐点已经产生，是目前我国冰川融水径流被发现已经达到峰值的唯一流域。表 2 列出了在未来气候变暖情景下青藏高原及周边地区主要河流冰川融水径流峰值的出现时间。从该表可以看出，青藏高原及周边地区大部分河流冰川融水径流峰值的出现时间将多在 20 世纪 30—40 年代。这意味着应尽早开展冰川融水径流变化对下游地区的影响与适应性对策研究。