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青藏高原冰川反照率降低會(huì)加速冰川消融

2021.7.16

　　青藏高原發(fā)育有大量冰川，被譽(yù)為“亞洲水塔”，是亞洲數(shù)條大江大河（如長(zhǎng)江、黃河、雅魯藏布江、印度河和恒河等）的發(fā)源地。青藏高原冰川正在發(fā)生消融，表現(xiàn)為冰川末端退縮以及冰川物質(zhì)虧損，并對(duì)周邊河流徑流、人均水資源量等產(chǎn)生深刻影響。冰川退縮主要受到氣候變暖及降水的影響；冰川表面反照率降低可導(dǎo)致冰川表面短波輻射吸收增強(qiáng)，進(jìn)而加速冰川消融。冰川積累區(qū)的減少和黑碳等吸光性雜質(zhì)的富集對(duì)冰川表面反照率降低有顯著貢獻(xiàn)。然而，目前對(duì)青藏高原地區(qū)冰川表面反照率變化研究較零散，尚未能系統(tǒng)評(píng)估反照率降低對(duì)冰川消融的貢獻(xiàn)。

　　鑒于此，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員康世昌團(tuán)隊(duì)及其合作者，基于MODIS（分辨率為500m×500m的中分辨率成像光譜儀）反照率數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析2000-2018年青藏高原冰川表面反照率變化的時(shí)空分布；梳理了青藏高原冰川變化的資料（冰川末端退縮量以及物質(zhì)平衡），探究了冰川表面反照率變化與冰川物質(zhì)平衡的關(guān)系，并利用模型估算了反照率降低導(dǎo)致的冰川消融量，評(píng)估了冰川中黑碳對(duì)反照率降低的貢獻(xiàn)。該研究為探究目前青藏高原冰川萎縮原因提供了新視角。

　　研究表明，喜馬拉雅山和藏東南地區(qū)的冰川末端退縮顯著，西昆侖和喀喇昆侖地區(qū)冰川退縮較弱甚至存在末端前進(jìn)現(xiàn)象；典型冰川物質(zhì)平衡觀(guān)測(cè)顯示，上世紀(jì)90年來(lái)以來(lái)，冰川物質(zhì)虧損加速（圖1）。在青藏高原東南部和喜馬拉雅山地區(qū)，利用MODIS數(shù)據(jù)反演的冰川表面反照率相對(duì)較低，尤其是在夏季冰川消融期（圖2）；但在喀喇昆侖地區(qū)，反照率相對(duì)較高的冰川通常表現(xiàn)出輕微的退縮甚至前進(jìn)。冰川表面（夏季）平均反照率變化的區(qū)域特征與冰川退縮和物質(zhì)平衡變化的區(qū)域特征相似，表明過(guò)去20年冰川物質(zhì)平衡與冰川表面反照率之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系?；诒ū砻嫦募痉凑章屎投热漳Ｐ偷墓浪氵M(jìn)一步表明，夏季冰川表面反照率降低對(duì)冰川消融量的貢獻(xiàn)約30-60%（圖3）。由于其強(qiáng)烈的光吸收，冰川中黑碳是反照率降低的重要因素，可使得夏季青藏高原冰川消融增加約15%（圖4）。該研究評(píng)估了反照率降低對(duì)冰川消融的貢獻(xiàn)率，提升了對(duì)青藏高原冰川加速消融原因的認(rèn)知。

　　相關(guān)研究成果以Albedo reduction as an important driver for glacier melting in Tibetan Plateau and its surrounding areas為題，發(fā)表在Earth-Science Reviews上。研究工作得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、冰凍圈國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及中科院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃等的資助。