出品:科普中國
【資料圖】
作者:半懶不懶(中國科學院大氣物理研究所)
2023年5月,我國的珠峰科考隊員再次攀上地球之巔,開展科學考察研究。作為“世界屋脊”“地球第三極”“亞洲水塔”,這片高原對全國、全亞洲乃至全世界的氣候變化影響深遠,但各項研究都表明,我們的青藏高原正在從“高冷”變“暖濕”。
“高冷”的“亞洲水塔”
青藏高原有一個響亮的稱號,叫“世界屋脊”,因為它是世界上海拔最高的高原,但是青藏高原并非生來就是高個子。
約1億年前(也就是在恐龍稱霸地球的時代),攜帶著印度大陸的板塊開始與南極板塊分離,并向北移向亞洲大陸;大約5500—4500萬年間,印度板塊與亞洲大陸發(fā)生碰撞,并持續(xù)了幾千年,才使得喜馬拉雅山脈和青藏高原有了“長高”的契機。
到現(xiàn)在為止,印度洋板塊仍在擠壓著亞歐板塊,使得板塊邊界上的喜馬拉雅山脈持續(xù)增高(約每年幾厘米),成為當今地球上的最高山脈,并由此改變了亞洲的地貌格局,塑造了現(xiàn)今南亞和東亞季風的氣候模式。
你可能沒想到的是,青藏高原還是實打實的“年輕人”——它是世界上最“年輕”的高原之一,始終活躍在地殼運動的最前線,現(xiàn)在的青藏高原邊緣仍在不斷上升。2020年12月8日,我國和尼泊爾共同宣布珠穆朗瑪峰的最新測量高程是8848.86米,這是歷史上精度最高的珠峰高程測量結果。
2020年5月27日,13名珠峰科考隊員成功登頂珠穆朗瑪峰,與國旗合影
(圖片來源:科技日報)
除了世界屋脊,青藏高原的另一個稱號也廣為人知,那就是“亞洲水塔”。
你可能會奇怪,這里這么高,這么冷,怎么還能成為“亞洲水塔”呢?是的,看似神秘莫測的“高冷”高原,才是亞洲真正的“水鄉(xiāng)”。
其實,能成為水鄉(xiāng),是因為青藏高原具備了得天獨厚的條件。
第一個是,高原隆起的過程中,不斷有板塊相互擠壓、碰撞,形成了許多斷裂帶,由于山間坑洼不平,這就給湖泊的形成創(chuàng)造了基本的條件。
第二個是,青藏高原是除南北極以外,冰雪儲量最大的地區(qū),這里廣泛分布著冰川(面積約10萬平方公里)、積雪(常年積雪面積約為30萬平方公里)、多年凍土(面積約為130萬平方公里)等固態(tài)水體。
中國湖泊地理分區(qū)及各區(qū)湖泊數(shù)量與面積的比例
(圖片來源:參考文獻16)
在冰雪融化和降水的加持下,這里擁有了我國最多的湖泊,占到我國湖泊總面積的一半。2021年第二次青藏高原綜合科學考察結果顯示,這里面積大于1平方公里的湖泊,數(shù)量達到1400個,總面積約為5萬平方公里。每年僅蒸發(fā)的淡水就達到517億噸,相當于3570個杭州西湖的水量。
青藏高原湖泊分布圖
(圖片來源:第二次青藏科考隊)
高原湖泊不僅數(shù)量繁多,還各有各的魅力。在高原的眾多湖泊中,不僅有我國面積最大的湖泊——青海湖,水量最大的湖泊——納木錯,第二大咸水湖——色林錯,還有茶卡鹽湖、羊卓雍錯等等,這些湛藍的“眼睛”吸引了全世界游客紛至沓來。
從上到下分別為青海湖、納木錯、羊卓雍錯
(圖片來源:Unsplash)
當然,青藏高原絕不是花架子,由于具有高地勢,在地形和重力作用下,水源源不斷地流出高原,孕育了我們的母親河——長江、黃河,及亞洲其他大江大河,為近20億人提供可靠的水源。**它不僅塑造了亞洲的地形地貌,也對亞洲乃至全球的氣候都有著深遠影響。**沒有它的哺育,也無法誕生東亞、南亞和中亞大河流域璀璨的人類文明,因此它被冠以“亞洲水塔”的美譽。
“高冷”變“暖濕”
像“亞洲水塔”這樣的水塔在全球都有分布,它們對全球水循環(huán)起著舉足輕重的作用。其中,青藏高原看上去最為恢弘壯麗,在全球78個水塔單元(主要河流流域與基于海拔和地表粗糙度的山地地形之間的交叉點)中,“亞洲水塔”占16個,擁有最重要的地位。但同時,它也是最脆弱的。
水塔指數(shù)(WTI)、水塔單元及其下游流域的人口圖,陰影為人口數(shù),填色為WTI值。水塔指數(shù)根據(jù)水塔的重要性,以山區(qū)“供給側”和受影響區(qū)“需求側”綜合指標而界定。圖上標明了洲際尺度五個水塔指數(shù)最高的水塔。柱狀圖顯示了生活在水塔單元內的人口和海拔,以及和水塔單元距離的關系。(圖片來源:參考文獻6)
過去50年來,青藏高原是全球氣候變暖最強烈的地區(qū)之一。1961—2020年,這里的年平均氣溫上升趨勢達0.35攝氏度/10年,超過同期全球增溫速率(0.16攝氏度/10年)的2倍。快速變暖導致降水的增多和冰川凍土的加速消融,使得高原越來越暖濕,湖泊面積也有了顯著擴張。
色林錯的水域有了明顯的增加
(圖片來源:新華社衛(wèi)星新聞實驗室)
國家氣候中心的數(shù)據(jù)顯示,青藏高原1981—2020年年降水量呈增加趨勢,平均每10年增加14毫米;2000—2020年青藏高原湖泊水體面積總體呈持續(xù)增加態(tài)勢,2020年水體面積達70304.5平方公里,80%以上的湖泊都在擴張,中部和北部湖泊擴張更為明顯。
中國科學院大氣物理研究所的最新研究也指出,2002—2018年期間,青藏高原內流區(qū)18個大型湖泊(大于300平方公里的湖泊)的湖泊水儲量以約26.92毫米/年的速度增加。由于區(qū)域變化速率差異,色林錯湖域面積還在2014年超過納木錯,成為中國第二大咸水湖。
特別值得注意的是,這種暖濕的趨勢在過去的兩千年里也是一致的。
“亞洲水塔”不同組分(降水、冰川、湖泊、河流)時空變化
(圖片來源:參考文獻7)
而這,只是青藏高原被全球變暖影響的“冰山一角”。
拿什么拯救你,我的冰川和凍土
在變得“水汪汪”的同時,青藏高原的冰川和凍土面積正在減少。
第二次青藏高原綜合科考發(fā)現(xiàn),**過去50年來,青藏高原及其相鄰地區(qū)冰川面積退縮了15%,高原多年凍土面積減少了16%。**在青藏高原實際觀測的82條冰川中(主要在我國境內),55條冰川處于退縮狀態(tài),其中藏東南地區(qū)冰量虧損及面積萎縮幅度最大。湖泊末端的冰川比陸地末端的冰川退縮和變薄更快,2020年,1019個冰川終止為湖泊,總面積為3337±10 平方公里,占冰川總面積的7%。
我們?yōu)槭裁匆P注凍土和冰川?
凍土,通常被形容為地球的“天然冰箱”。影響著地球和大氣間的水熱交換、地表水文過程、寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)以及寒區(qū)工程建筑物的穩(wěn)定等。**青藏高原分布著世界中低緯地區(qū)面積最大的多年凍土區(qū),1961—2020年,多年凍土的面積減少了16%,**影響了基礎設施建設(如鐵路和公路安全)。
而冰川,是重要的淡水儲備資源。由于冰川的消融,2002—2017年,青藏高原陸地水儲量以約100億立方米/年的速度下降,長此以往,將帶來下游居民的用水危機。
不同年份冰川覆蓋面積的變化
(圖片來源:green peace)
冰川融水每年還向下游輸送了大量的生物活性元素(如鐵、硅、磷、有機碳)和有害元素(如汞、砷),影響下游陸地或水生生態(tài)系統(tǒng)的初級生產力,最終影響全球物質循環(huán)并反饋給氣候系統(tǒng)。
2018年在西藏的林芝加拉村東普溝發(fā)生冰崩
(圖片來源:格致論道講壇)
同時,冰川消融進一步加劇了冰巖崩-碎屑流、冰湖潰決-洪水/泥石流等冰川災害鏈。不僅如此,湖泊水位升高、湖面擴大,既容易發(fā)生潰決,還會改變長江北源地區(qū)水系,嚴重威脅當?shù)鼐用竦纳c財產安全。
近10年,喜馬拉雅山地區(qū)新增5次冰湖潰決災害。其中,2013年7月15日的洪水與冰川泥石流災害,致使下游14個行政村不同程度受災,經濟損失達2億元。2018年,雅魯藏布江下游加拉村附近色東普溝發(fā)生冰崩堵江,導致雅魯藏布江下游水位上漲十余米,對沿岸居民及交通線路構成很大威脅。
青藏高原湖泊關鍵水循環(huán)要素組成
(圖片來源:參考文獻13)
再這樣下去會怎樣?
可以預見的是,要是高原的冰川凍土狀況繼續(xù)惡化下去,帶來的影響可不僅僅是攀登珠峰越來越難。
世界氣象組織曾設定過一個目標,就是到21世紀中葉,全球氣溫比工業(yè)革命前上升不超過2攝氏度,并將其稱之為“中等氣候升溫”。在這種情況下,青藏高原的增溫會達到4攝氏度。
更為嚴峻的是,將全球升溫控制在2攝氏度以下這一目標可能都很難達成。2022年世界氣象組織表示,未來五年全球平均氣溫超過1.5攝氏度的可能性為50%,這一概率將隨時間的推移而增加。
研究表明,即使能將全球升溫控制在2攝氏度以下,**到21世紀中葉,青藏高原水儲量凈損失也或達到2300億立方米,**這大概是6個三峽的總庫容。另一研究也指出,在中等排放(溫室氣體排放量處于中等水平)情景下,青藏高原內流區(qū)湖泊未來水儲量增加的趨勢也將變緩,到21世紀中葉,湖泊水儲量的增長速率將下降到過去20年的40%左右。
未來全球最可能面臨缺水危機的16個大城市中,12個都位于青藏高原周邊及其中下游地區(qū)。供水能力的大幅下降和水資源的嚴重不平衡甚至可能帶來其他問題。
不同升溫情景下主要河流上游人均水資源量分布圖,柱狀圖為人均水資源量,折線為總人口數(shù), Indus, Brahmaputra, Ganges, Salween, Mekong, Yangtze and Yellow 分別指印度河、雅魯藏布江、恒河、薩爾溫江、湄公河、長江和黃河。
(圖片來源:參考文獻12)
在全球變暖的背景下,高原地表反照率不斷降低,這一趨勢預計在未來將持續(xù)增強。
隨著1.5攝氏度臨界點的不斷臨近,一個持續(xù)升溫的地球將會對青藏高原帶來怎樣的影響,簡直不堪設想……
未來如何,取決于我們每個人
2023年6月20日,國際山地綜合開發(fā)中心(ICIMOD)發(fā)布的評估報告指出,如果不大幅減少溫室氣體排放,興都庫什-喜馬拉雅 (HKH) 地區(qū)冰川總體積的80%將在本世紀末消失——這甚至遠遠超出聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)對最壞情況的預測。
不僅是青藏高原,過去20年,全球冰川的質量損失一直在加速。2000—2019年,冰川質量平均每年累計損失2670億噸。冰川消融的影響也遠不止海平面上升這么單一了。全球變暖下的青藏高原生態(tài)失衡只是人類活動“大手筆”下的一個縮影。
2023年4月20日,聯(lián)合國秘書長古特雷斯警告說,如果各國繼續(xù)維持目前的政策,到21世紀末,全球氣溫將會上升2.8°攝氏度,這將是**“世界的死刑”**。如果那一天注定到來,我們應該如何適應這個愈發(fā)極端的世界呢?
或許,終止“死刑”的按鈕就攥在我們每個人的手中。
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