喜馬拉雅冰湖接觸冰川質(zhì)量損失被低估
2023年4月3日，“亞洲水塔動態(tài)變化與影響”任務(wù)“冰川-積雪-凍土變化與影響及應(yīng)對”專題研究團(tuán)隊，在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-地球科學(xué)》（Nature Geoscience）上發(fā)表了關(guān)于喜馬拉雅冰湖接觸冰川質(zhì)量的最新研究成果。中國科學(xué)院青藏高原研究所張國慶研究員為論文第一作者，張國慶研究員和英國圣安德魯斯大學(xué)Tobias Bolch教授為論文共同通訊作者。中國科學(xué)院青藏高原研究所姚檀棟院士和王偉財研究員為合作者。
數(shù)字高程模型（DEM）被廣泛用于估算全球冰川質(zhì)量損失。傳統(tǒng)的基于DEM的大地測量法只能觀測到冰川表面和水面，不能揭示發(fā)生在冰前湖泊水面以下的冰川質(zhì)量損失。喜馬拉雅地區(qū)分布著數(shù)以萬計的冰湖，在全球變暖背景下，冰川正在加速消融與退縮，與冰川相連的冰湖迅速擴(kuò)張。前人的研究更多聚焦于冰湖面積和水量變化，以及由此引發(fā)的冰湖潰決洪水災(zāi)害風(fēng)險。然而，冰湖擴(kuò)張引起的水下冰質(zhì)量損失在傳統(tǒng)的大地測量法中未被考慮，導(dǎo)致喜馬拉雅甚至全球尺度的冰川質(zhì)量損失被大大低估（圖1）。
圖1 水下冰質(zhì)量損失估算示意圖
研究團(tuán)隊通過對大喜馬拉雅山脈（包括興都庫什、喀喇昆侖、喜馬拉雅、念青唐古拉和橫斷山脈）冰湖的多期詳細(xì)制圖和分類，結(jié)合典型冰湖的水下地形測量數(shù)據(jù)，詳細(xì)估算了喜馬拉雅冰湖的水量變化，量化了由于湖水替換冰引起的冰川水下質(zhì)量損失。
研究結(jié)果表明（圖2），2000年至2020年間，喜馬拉雅地區(qū)的冰前湖數(shù)量增加約47%，面積擴(kuò)張33%，水量增加42%。冰湖水量的增加，導(dǎo)致2000年至2020年喜馬拉雅地區(qū)約27億噸水下冰質(zhì)量損失被低估，約占冰湖接觸冰川總質(zhì)量損失的6.5%，其中喜馬拉雅中部地區(qū)被低估程度最大，約12億噸，占10%。位于喜馬拉雅中部波曲河流域的嘎龍錯（面積約5平方公里，最大水深達(dá)200米），水下冰質(zhì)量損失量高達(dá)65%。同時，作者還對全球冰湖接觸冰川水下冰損失進(jìn)行了初步估算，損失量約2100億噸，占12%。
隨著喜馬拉雅地區(qū)冰湖趨于更大更深，水下冰損失仍是影響未來冰川總質(zhì)量損失和相關(guān)冰湖潰決洪水風(fēng)險評估的重要因素。本研究提供了量化水下冰質(zhì)量損失的框架，減少了估算冰川總質(zhì)量損失的不確定性，為冰川學(xué)模型提供了重要數(shù)據(jù)，為更準(zhǔn)確模擬過去和未來冰川質(zhì)量平衡、評估冰川與冰湖災(zāi)害和水資源的變化提供了重要科學(xué)依據(jù)。
圖2 2000~2020年喜馬拉雅水下冰質(zhì)量損失低估量
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01150-1