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冰川变化对海平面的影响
若地球气候变冷,大洋中蒸发的水汽会通过水循环过程抵达高纬度和高海拔地区,并以固态降水的形式保存在冰川上,补给冰川并使冰川扩张,导致陆地冰量增加,大洋水减少,海平面下降;反之,若地球气候变暖,陆地上冰川消退融化,大量融水流入大洋,使海平面上升。目前,全球变暖导致的冰川消融退缩,是影响海平面上升不可忽视的重要因素。
如果全球山地冰川全部融化,可导致海平面上升约 0.43±0.06 米,其中青藏高原及周边地区冰川的贡献约占此上升量的 5.6%。基于冰川观测资料和模型模拟计算,估计出 1902—2009 年全球山地冰川物质损失使海平面上升约 114±5 毫米,其中青藏高原及周边地区冰川物质损失导致的海平面上升量约为 19±0.6 毫米 ;2006—2016 年,全球山地冰川每年的物质损失使海平面上升约 0.92±0.39 毫米,其中青藏高原及周边地区冰川的贡献约为 4.2%。在未来典型浓度排放路径 RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5 情景下,到 21 世纪末全球山地冰川物质损失可引起的海平面上升量分别为 79±24 毫米、108±28 毫米和 157±31 毫米,其中青藏高原及周边地区冰川的贡献分别约为 13.4%、13.6% 和11.4%。海平面上升会对低地国家、海岸侵蚀、海水入侵、沿海生态环境等带来严重的影响。因此,冰川变化在全球变化研究中的远程效应应该引起足够重视。
冰川不仅是“亚洲水塔”的重要组成部分,而且在中亚干旱区水资源供应方面具有重要的调节功能,使下游绿洲地区在干旱年份具有稳定的水源供给,从而保障了绿洲地区的生态安全和社会经济发展。然而,由于对该区域冰川缺乏系统性调查与研究,从而使得关于该区域冰储量的估算结果存在较大的差异。尽管在我国冰川编目资料中给出了冰储量估算结果,但缺乏方法性探讨与不确定性评估,加之亚洲其他地区的冰川编目资料中还缺乏冰储量估算数据,因此需要发展冰储量估算方法,并利用多源高分辨率遥感数据及时获得空间大范围的冰川变化资料,为水资源评价与规划服务,并分析冰川变化对下游绿洲、湖泊及海平面等的影响。另外,由于青藏高原及周边地区监测冰川数量极其有限,同时也缺乏高海拔气象观测数据,因此青藏高原及周边地区不同流域冰川融水资源的估算结果之间存在很大差异。鉴于此,亟待开展青藏高原及周边地区冰川系统的强化监测,并建立基于遥感资料的气候-冰川-水文过程耦合模型,以准确评估变化环境下的冰川水资源状况及其影响,服务于中国社会经济发展和“绿色丝绸之路”建设。(作者:王宁练, 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心西北大学城市与环境学院 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室;姚檀栋,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心中国科学院青藏高原研究所;徐柏青,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心中国科学院青藏高原研究所;陈安安;西北大学城市与环境学院陕西省地表系统与环境承载力重点实验室;王伟财,中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心中国科学院青藏高原研究所。《中国科学院院刊》供稿)