氣候變暖驅動全球冰磧湖潰決洪水的發生
源自冰磧湖的潰決洪水是全球高山地區最具破壞性的冰川災害之一,可在短時間內沿河谷傳播數十至上百公里,對下游居民生命安全、基礎設施和生態系統造成嚴重沖擊。近幾十年來,氣候變暖引發的冰川退縮和冰湖擴張日益加劇,但冰湖潰決洪水是否在全球或區域尺度上呈上升趨勢,其變化是否與氣候變暖直接相關,長期以來存在爭議。這一不確定性在很大程度上源于對歷史事件記錄的不完整、事件類型混淆以及不同區域資料質量參差不齊等原因。
鑒于此,第二次青藏科考“地球系統科考平臺智能化綜合觀測與監測預警”和“極高海拔和江河湖源綜合科考”任務中國科學院青藏高原研究所大科學計劃中心團隊系統整合歷史文獻記錄與遙感和地貌證據,依托數據庫交叉驗證、遺漏事件補充、潰決時間校準等方法手段,構建了當前最為全面和高精度的冰磧湖潰決洪水數據庫,對全球和各地區冰磧湖潰決洪水的分布、頻率、破壞性及其氣候關聯性展開研究,為“變暖驅動冰湖潰決”這一判斷提供了清晰有力的證據。
研究結果表明:(1)20世紀以來全球冰磧湖潰決洪水頻率呈現階段性增長趨勢。1940年以前全球冰湖潰決報告極少;1940年代初期至1970年代后期,報告頻率逐步上升,年均達4.5次;1980年代后,冰湖潰決進入加速階段,年均事件數從1981-1990年的5.2起增至2011—2020年的15.2起。(2)全球冰磧湖潰決頻率的激增由氣候變暖驅動。冰磧湖潰決洪水發生頻率與全球氣溫變化表現出顯著的滯后—相關關系,其時間尺度約為20年。這一滯后反映了氣候變暖通過冰川退縮、冰湖擴張和周邊斜坡失穩等過程逐步累積,最終觸發冰湖潰決的物理機制。(3)冰湖潰決頻率具有顯著區域差異,受氣候、地形和人類活動共同調控。青藏高原和安第斯山脈是全球冰湖潰決最活躍、災害影響最集中的區域;而歐洲阿爾卑斯山和加拿大西海岸因地形或工程干預較強,冰湖潰決頻率趨于穩定甚至下降。(4)冰湖潰決洪水的災害強度與冰湖面積之間沒有對應關系。中大型冰湖并非必然導致嚴重災害,而部分小型冰湖在高暴露條件下同樣造成重大損失,凸顯了綜合考慮觸發過程、潰決規模和下游社會經濟暴露度的重要性。
上述研究成果以“High frequency of moraine-dammed lake outburst floods driven by global warming”為題,近期在國際期刊《Nature Communications》上發表。中國科學院青藏高原研究所張太剛特別研究助理為第一作者。該研究得到國家重點研發計劃(2024YFF0808603)和第二次青藏高原綜合科學考察研究(2024QZKK0500; 2024QZKK0400)等項目的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-67650-3

圖1?1990-2020年間全球冰磧湖潰決洪水的分布以及年發生頻率
