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青藏高原,正从“高冷”变“暖湿” 世界热消息

2023-06-26 09:58:46  来源:科普中国网

出品:科普中国


(资料图)

作者:半懒不懒(中国科学院大气物理研究所)

2023年5月,我国的珠峰科考队员再次攀上地球之巅,开展科学考察研究。作为“世界屋脊”“地球第三极”“亚洲水塔”,这片高原对全国、全亚洲乃至全世界的气候变化影响深远,但各项研究都表明,我们的青藏高原正在从“高冷”变“暖湿”。

“高冷”的“亚洲水塔”

青藏高原有一个响亮的称号,叫“世界屋脊”,因为它是世界上海拔最高的高原,但是青藏高原并非生来就是高个子。

约1亿年前(也就是在恐龙称霸地球的时代),携带着印度大陆的板块开始与南极板块分离,并向北移向亚洲大陆;大约5500—4500万年间,印度板块与亚洲大陆发生碰撞,并持续了几千年,才使得喜马拉雅山脉和青藏高原有了“长高”的契机。

到现在为止,印度洋板块仍在挤压着亚欧板块,使得板块边界上的喜马拉雅山脉持续增高(约每年几厘米),成为当今地球上的最高山脉,并由此改变了亚洲的地貌格局,塑造了现今南亚和东亚季风的气候模式。

你可能没想到的是,青藏高原还是实打实的“年轻人”——它是世界上最“年轻”的高原之一,始终活跃在地壳运动的最前线,现在的青藏高原边缘仍在不断上升。2020年12月8日,我国和尼泊尔共同宣布珠穆朗玛峰的最新测量高程是8848.86米,这是历史上精度最高的珠峰高程测量结果。

2020年5月27日,13名珠峰科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,与国旗合影

(图片来源:科技日报)

除了世界屋脊,青藏高原的另一个称号也广为人知,那就是“亚洲水塔”。

你可能会奇怪,这里这么高,这么冷,怎么还能成为“亚洲水塔”呢?是的,看似神秘莫测的“高冷”高原,才是亚洲真正的“水乡”。

其实,能成为水乡,是因为青藏高原具备了得天独厚的条件。

第一个是,高原隆起的过程中,不断有板块相互挤压、碰撞,形成了许多断裂带,由于山间坑洼不平,这就给湖泊的形成创造了基本的条件。

第二个是,青藏高原是除南北极以外,冰雪储量最大的地区,这里广泛分布着冰川(面积约10万平方公里)、积雪(常年积雪面积约为30万平方公里)、多年冻土(面积约为130万平方公里)等固态水体。

中国湖泊地理分区及各区湖泊数量与面积的比例

(图片来源:参考文献16)

在冰雪融化和降水的加持下,这里拥有了我国最多的湖泊,占到我国湖泊总面积的一半。2021年第二次青藏高原综合科学考察结果显示,这里面积大于1平方公里的湖泊,数量达到1400个,总面积约为5万平方公里。每年仅蒸发的淡水就达到517亿吨,相当于3570个杭州西湖的水量。

青藏高原湖泊分布图

(图片来源:第二次青藏科考队)

高原湖泊不仅数量繁多,还各有各的魅力。在高原的众多湖泊中,不仅有我国面积最大的湖泊——青海湖,水量最大的湖泊——纳木错,第二大咸水湖——色林错,还有茶卡盐湖、羊卓雍错等等,这些湛蓝的“眼睛”吸引了全世界游客纷至沓来。

从上到下分别为青海湖、纳木错、羊卓雍错

(图片来源:Unsplash)

当然,青藏高原绝不是花架子,由于具有高地势,在地形和重力作用下,水源源不断地流出高原,孕育了我们的母亲河——长江、黄河,及亚洲其他大江大河,为近20亿人提供可靠的水源。**它不仅塑造了亚洲的地形地貌,也对亚洲乃至全球的气候都有着深远影响。**没有它的哺育,也无法诞生东亚、南亚和中亚大河流域璀璨的人类文明,因此它被冠以“亚洲水塔”的美誉。

“高冷”变“暖湿”

像“亚洲水塔”这样的水塔在全球都有分布,它们对全球水循环起着举足轻重的作用。其中,青藏高原看上去最为恢弘壮丽,在全球78个水塔单元(主要河流流域与基于海拔和地表粗糙度的山地地形之间的交叉点)中,“亚洲水塔”占16个,拥有最重要的地位。但同时,它也是最脆弱的

水塔指数(WTI)、水塔单元及其下游流域的人口图,阴影为人口数,填色为WTI值。水塔指数根据水塔的重要性,以山区“供给侧”和受影响区“需求侧”综合指标而界定。图上标明了洲际尺度五个水塔指数最高的水塔。柱状图显示了生活在水塔单元内的人口和海拔,以及和水塔单元距离的关系。(图片来源:参考文献6)

过去50年来,青藏高原是全球气候变暖最强烈的地区之一。1961—2020年,这里的年平均气温上升趋势达0.35摄氏度/10年,超过同期全球增温速率(0.16摄氏度/10年)的2倍。快速变暖导致降水的增多和冰川冻土的加速消融,使得高原越来越暖湿,湖泊面积也有了显著扩张。

色林错的水域有了明显的增加

(图片来源:新华社卫星新闻实验室)

国家气候中心的数据显示,青藏高原1981—2020年年降水量呈增加趋势,平均每10年增加14毫米;2000—2020年青藏高原湖泊水体面积总体呈持续增加态势,2020年水体面积达70304.5平方公里,80%以上的湖泊都在扩张,中部和北部湖泊扩张更为明显。

中国科学院大气物理研究所的最新研究也指出,2002—2018年期间,青藏高原内流区18个大型湖泊(大于300平方公里的湖泊)的湖泊水储量以约26.92毫米/年的速度增加。由于区域变化速率差异,色林错湖域面积还在2014年超过纳木错,成为中国第二大咸水湖。

特别值得注意的是,这种暖湿的趋势在过去的两千年里也是一致的。

“亚洲水塔”不同组分(降水、冰川、湖泊、河流)时空变化

(图片来源:参考文献7)

而这,只是青藏高原被全球变暖影响的“冰山一角”。

拿什么拯救你,我的冰川和冻土

在变得“水汪汪”的同时,青藏高原的冰川和冻土面积正在减少。

第二次青藏高原综合科考发现,**过去50年来,青藏高原及其相邻地区冰川面积退缩了15%,高原多年冻土面积减少了16%。**在青藏高原实际观测的82条冰川中(主要在我国境内),55条冰川处于退缩状态,其中藏东南地区冰量亏损及面积萎缩幅度最大。湖泊末端的冰川比陆地末端的冰川退缩和变薄更快,2020年,1019个冰川终止为湖泊,总面积为3337±10 平方公里,占冰川总面积的7%。

我们为什么要关注冻土和冰川?

冻土,通常被形容为地球的“天然冰箱”。影响着地球和大气间的水热交换、地表水文过程、寒区生态系统以及寒区工程建筑物的稳定等。**青藏高原分布着世界中低纬地区面积最大的多年冻土区,1961—2020年,多年冻土的面积减少了16%,**影响了基础设施建设(如铁路和公路安全)。

而冰川,是重要的淡水储备资源。由于冰川的消融,2002—2017年,青藏高原陆地水储量以约100亿立方米/年的速度下降,长此以往,将带来下游居民的用水危机。

不同年份冰川覆盖面积的变化

(图片来源:green peace)

冰川融水每年还向下游输送了大量的生物活性元素(如铁、硅、磷、有机碳)和有害元素(如汞、砷),影响下游陆地或水生生态系统的初级生产力,最终影响全球物质循环并反馈给气候系统。

2018年在西藏的林芝加拉村东普沟发生冰崩

(图片来源:格致论道讲坛)

同时,冰川消融进一步加剧了冰岩崩-碎屑流、冰湖溃决-洪水/泥石流等冰川灾害链。不仅如此,湖泊水位升高、湖面扩大,既容易发生溃决,还会改变长江北源地区水系,严重威胁当地居民的生命与财产安全。

近10年,喜马拉雅山地区新增5次冰湖溃决灾害。其中,2013年7月15日的洪水与冰川泥石流灾害,致使下游14个行政村不同程度受灾,经济损失达2亿元。2018年,雅鲁藏布江下游加拉村附近色东普沟发生冰崩堵江,导致雅鲁藏布江下游水位上涨十余米,对沿岸居民及交通线路构成很大威胁。

青藏高原湖泊关键水循环要素组成

(图片来源:参考文献13)

再这样下去会怎样?

可以预见的是,要是高原的冰川冻土状况继续恶化下去,带来的影响可不仅仅是攀登珠峰越来越难。

世界气象组织曾设定过一个目标,就是到21世纪中叶,全球气温比工业革命前上升不超过2摄氏度,并将其称之为“中等气候升温”。在这种情况下,青藏高原的增温会达到4摄氏度。

更为严峻的是,将全球升温控制在2摄氏度以下这一目标可能都很难达成。2022年世界气象组织表示,未来五年全球平均气温超过1.5摄氏度的可能性为50%,这一概率将随时间的推移而增加。

研究表明,即使能将全球升温控制在2摄氏度以下,**到21世纪中叶,青藏高原水储量净损失也或达到2300亿立方米,**这大概是6个三峡的总库容。另一研究也指出,在中等排放(温室气体排放量处于中等水平)情景下,青藏高原内流区湖泊未来水储量增加的趋势也将变缓,到21世纪中叶,湖泊水储量的增长速率将下降到过去20年的40%左右。

未来全球最可能面临缺水危机的16个大城市中,12个都位于青藏高原周边及其中下游地区。供水能力的大幅下降和水资源的严重不平衡甚至可能带来其他问题。

不同升温情景下主要河流上游人均水资源量分布图,柱状图为人均水资源量,折线为总人口数, Indus, Brahmaputra, Ganges, Salween, Mekong, Yangtze and Yellow 分别指印度河、雅鲁藏布江、恒河、萨尔温江、湄公河、长江和黄河。

(图片来源:参考文献12)

在全球变暖的背景下,高原地表反照率不断降低,这一趋势预计在未来将持续增强。

随着1.5摄氏度临界点的不断临近,一个持续升温的地球将会对青藏高原带来怎样的影响,简直不堪设想……

未来如何,取决于我们每个人

2023年6月20日,国际山地综合开发中心(ICIMOD)发布的评估报告指出,如果不大幅减少温室气体排放,兴都库什-喜马拉雅 (HKH) 地区冰川总体积的80%将在本世纪末消失——这甚至远远超出联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)对最坏情况的预测。

不仅是青藏高原,过去20年,全球冰川的质量损失一直在加速。2000—2019年,冰川质量平均每年累计损失2670亿吨。冰川消融的影响也远不止海平面上升这么单一了。全球变暖下的青藏高原生态失衡只是人类活动“大手笔”下的一个缩影。

2023年4月20日,联合国秘书长古特雷斯警告说,如果各国继续维持目前的政策,到21世纪末,全球气温将会上升2.8°摄氏度,这将是**“世界的死刑”**。如果那一天注定到来,我们应该如何适应这个愈发极端的世界呢?

或许,终止“死刑”的按钮就攥在我们每个人的手中。

参考文献:

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