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正确认识冰川的变化(2)

气候变化如何影响冰川?在本文的第二部分中,肯尼思•海威特将对地区性差异进行阐释。

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【肯尼思•海威特的报告全文可点下载】

在第一部分中我们可以看到,气候变化在亚洲的不同山脉显然有不同的结果。喀喇昆仑的情况具有某种独特性。这里的地区性环境有三个关键因素。头两个都与降雪以及冰川的补给程度相关。这些冰川的类型界于喜马拉雅山的夏季积累型(降雪)与西边高加索山阿尔卑斯山的冬季积累型之间。高加索山和阿尔卑斯山的冰川都有冰川急剧退缩的报告。第二个因素是喀喇昆仑的最大降水量要远远大于其它山脉。这些降水完全出于冰川的积累区内。这又与第三个因素相关,即冰川的特殊高度,特别是冰体所处的高度。

大型和中等的冰川都形成在海拔很高的地带,但在亚热带地区有不少的高度则比其它地方下降了很多。就喀喇昆仑来说,超过5千米的有五座,超过4500米的有十五座,超过3千米的则有三十多座。在喀喇昆仑中部的浑札谷地,海拔2300米的地方也有冰川前进。叶尔羌河北侧的冰川没有这么低,因为那里谷地的海拔较高,但由于此地区正是K2(8610米)周围最高的,因此也有好几座冰川在4000米以下。最近观察到这里所有的冰川都在前进。高度、地形与地区气候影响之间如何互动,决定了冰川的变化,这个问题有特殊意义,但我们却所知甚少。

喀喇昆仑位于中亚大山结的西南部,这里的地区性气候出于三个不同的季节性天气系统影响之下。冬季那半年,主导系统是来自西面的“亚地中海”环流,这是第一个。夏季,来自南方印度洋的湿润气流使得气候变成“亚季风性”的,这是第二个。第三个就是亚洲腹地高压系统,特别是青藏高原上空的,它与另外两个系统互 动,从而影响风暴的通过路径和晴朗天气的天数。由于80-90%的冰川融化都是由日光直接辐射造成的,因此最后一个系统至关重要。

全球气候变化将让这三种系统的绝对和相对作用都发生改变,这个最近发展中出现的可能会使未来的冰川变化变得更加复杂。与此同时,对较高海拔冰川的调查表明,那里的情况与谷地气象站的大相径庭,这些气象站大部分在海拔3000米以下,其记录则是气候研究的主要依据。

喀喇昆仑人居地区气象站的记录表明,这个高度三分之二的降水都发生在冬季那半年,主要在二月到五月。这些谷地的平均年降水量在150毫米到300毫米之间, 属于干旱或者半干旱状态,夏季会发生严重旱情。但是,20世纪八十年代我们对冰川的测量中却出现了一个截然不同的情况。在海拔4800的高度,我们发现降雪量在夏季和冬季几乎是一样的,来自西方和印度洋的水汽量也大同小异。冰川几乎没有发现夏季干旱现象,特别是在其海拔4500米以上的积累区。

而且,最大降水区在海拔5000到6000米之间的地方,比喜马拉雅东部或者其它热带高山都大得多。还有,这里冰川积累区的降水量可以达到1000毫米到2000毫米,远远比谷地湿润得多。这里还有一个得到确认的特点就是不同海拔的气候状况呈坡状分布,从冰川的最低线——2500米到高处降雪成为冰川来源的地方,降 水量往往增加5到10倍。最近,美国印第安纳州普渡大学的比比·纳兹及其同事以卫星图片为依据进行了一项开拓性的研究,结果表明,过去几十年喀喇昆仑中部高海拔地区的降雪量和常年积雪量都在增加。


(照片:夏季风暴和雨—雪界面 巴尔托洛冰川夏季的风暴,在4600米的雨雪分界线(上雪下雨)这个高度还下雨似乎反映了气候变暖。但是,消融季节这里的风暴实际上让融化完全停止,大大遏制了冰川的前进。肯尼思·海威特摄于2005年8月 )

垂直的坡度也为冰川的融解及其对河流水量的贡献设定了关键的限制。实际上,尽管现在冰舌的高度已经下行了很多,但最主要的融解仍然发生在海拔3800米到4800米之间,夏季80%的冰面融解都发生在这一地带。所谓的消融条件同样复杂,时机、季节韵律和高度同样重要。几乎所有的冰川融解与融水增加都发生在夏季短短几周之间,这个时候气温高于零度,阳光照射强烈。反过来,这又解释了为什么印度河上游和叶尔羌河70%到80%的水量都在夏季6到10周(通常在七八月)内出现,慢慢减少,直到冬季消融区的降雪全部消融露出冰面。

此外,冰川的消融很容易受到夏季云层覆盖或者风暴的影响。一场突如其来的夏季风暴会让消融暂停好几天。快速的、大范围的消融什么时候发生,能维持多久,每一周、每一年都会有很大不同,这是最容易受到气候变化影响的变量之一。


(照片:比阿佛冰川中部消融区 2009年10月冬天第一场降雪后的比阿佛冰川中部消融区。这座冰川主体厚度超过500米,宽度为3.5千米。肯尼思·海威特摄于2009年)

还有一个重要但鲜为人知的事实是,大多数的喀喇昆仑冰川主要或者完全是靠雪崩补给的。这里的冰川积累区在海拔4600米以上,其中70%到80%都是陡峭的岩壁。该地区大部分高空降雪都落在这些险峻的山坡上,在融入冰川之前已经飞降了1000多米。看起来,由于季节或风暴频度造成的降雪量变化可能改变时机、温度关系以及雪崩的程度。而这反过来又会影响冰川行为。但问题在于,现在没有数据或研究能够帮助我们预测气候变化会对冰川补给中这个极为重要的部分造成什么样的影响。


(照片:巴尔普冰川上部的雪崩 四季不断的雪崩落在巴尔普冰川表面,是其主要补给方式。这个雪崩体飞降2000米,足有两公里宽,还会接着滚动好几公里才能到达冰川。肯尼思·海威特摄于2006年8月)

可以说,从海拔3800米到7000米这一地带所发生的一切,对于气候以及气候变化在冰川行为和生存中所扮演的角色来说至关重要。喀喇昆仑的冰川对气候变化的反应为什么如此独特,原因也必须在这一地带寻找。但是,恰恰在这个地带我们所作的研究最少。这里没有永久性的测量站和监测站。要充分认识到这个问题的重大,我们就必须应对那些正在威胁或者可能威胁到人类居住和活动的变化。


下一部分:风险与应对



肯尼思·海威特,加拿大安大略威尔弗里德·劳里埃大学寒区研究中心教授,致力于地理和环境研究。


首页图片为喀喇昆仑中部偏东查拉库萨冰川的冰瀑。肯尼思·海威特摄于2005年7月

【肯尼思•海威特的报告全文可点下载】

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匿名 | Anonymous

测量站和监测站

在这些区域建造永久性的测量站和监测站的技术难度是不是很大?除了技术问题,还有什么因素造成该区域测量站和监测站的空白呢?能不能简单解释一下?

Measuring and monitoring stations

Is the level of technology required to build permanent measuring and monitoring stations in these areas very high? Apart from technological problems, what other reasons are there for causing a lack of measuring and monitoring stations in these regions? Would someone be able to give a straightforward explanation?
(Comment translated by Matthew Bailey)