作者:崔雪芹 来源:中国科学报 发布时间:2019/12/23 15:32:14
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亚洲水塔:最重要又最脆弱
我国科学家提出观测—模拟—预警一体化集成方案

藏东南拉白垒旁边山峰

藏东南拉白垒旁边山峰

2017年1月,科考队员在严寒中在阿汝冰川表面架设地震仪和连续GPS,观测冰川的运动

2017年1月,科考队员在严寒中在阿汝冰川表面架设地震仪和连续GPS,观测冰川的运动

阿汝,是西藏阿里地区的一个小村庄。

2016717日,阿汝冰川发生冰崩,崩塌方量为0.7亿立方米,9位牧民及几百头牛羊因此失踪。

两个月后的921日,阿汝冰川再次冰崩,这次崩塌方量达到了1亿立方米。

时隔两年,20181016日和1029日,雅鲁藏布江下游米林县加拉村附近的色东普沟连续两次发生冰崩,进而形成碎屑流并堵塞雅鲁藏布江。当地居民发现,江水突然漫到了自己家门口。

类似的灾害也曾发生在西藏聂拉木县,当地的樟藏布冰湖两次发生溃决,冲毁下游道路、桥梁和电站,对尼泊尔境内也造成重大损失。

冰川崩塌、冰屑堵江、冰湖溃决……这些灾害背后的原因是什么?

灾害背后:亚洲水塔失衡

“这些现象,都是亚洲水塔灾变风险的直接表现。”第二次青藏科考队队长、中国科学院院士姚檀栋告诉《中国科学报》。

青藏高原,是除南极和北极以外冰雪储量最大的地区,是亚洲十多条大江大河的发源地,被称为“亚洲水塔”,其变化影响着我国以及“一带一路”沿线国家和地区20多亿人口的生存和发展。

“亚洲水塔正在以全球两倍的升温速率变暖,并引起亚洲水塔失衡。亚洲水塔失衡的主要特征是冰川加速退缩、湖泊显著扩张、冰崩等新型灾害出现。冰崩新型灾害不但威胁亚洲水塔,而且严重影响下游地区的社会经济发展。亚洲水塔失衡也将引起亚洲季风的改变,从而影响我国和亚洲地区环境。”1218日,在北京举办的成果发布会上,姚檀栋表示。

第二次青藏科考队评估了全球78个水塔单元的重要性。据姚檀栋介绍,他们发现,全球78个水塔单元中,亚洲水塔单元有16个。印度河、塔里木河、阿姆河、锡尔河、恒河—雅鲁藏布江是亚洲水塔中重要性排名前5的水塔单元。其中,印度河水塔单元以其丰富的水资源量、下游生活与灌溉的超级需水量位居全球水塔单元重要性之首。

但姚檀栋他们的评估同时给出令人忧虑的结果——亚洲水塔也是全球最脆弱的水塔。阿姆河、印度河、恒河—雅鲁藏布江、锡尔河、塔里木河是亚洲水塔中脆弱性排名前5的水塔单元。

密切关注:科学家在行动

这些年来,我国科学家一直在密切关注亚洲水塔失衡的问题。他们坚持到现场去,最近距离观察冰川变化。

中科院青藏高原所研究员、河湖源冰川与环境变化考察队队长邬光剑全程参与了阿汝冰川的考察与预警工作。他和同事们4次深入灾区,对冰川进行了各项观测,并成功钻取阿汝冰川冰芯和阿汝错湖芯,以了解这一地区过去几百年的气候环境变化,为理解冰崩产生机制和预测当地的冰川变化提供了依据。

对雅鲁藏布江冰崩灾害进行考察时,科考队员们靠人背肩扛和村民帮忙,硬是在天堑之上运送了数吨的建设物资和科研设备,在冰山之下、雅江之畔,仅历时20余天,就竖起了10米高的监测塔。回忆建设过程,参与此次科考的青藏高原所副研究员杨威说,“真的是太难了。”

青藏高原所副所长安宝晟回忆,为了考察冰崩现场,他们一行5人第一次坐上了军方的直升机。那个地方高山峡谷气流强烈,非常危险,直升机上一路颠簸。到了冰崩现场,第一个冲过去的是姚檀栋。

雅鲁藏布江第一次冰崩后,姚檀栋马上召集冰川、气候、地质、地震、水文、灾后评估等各个方面的专家聚在一起,讨论应对方案。针对雅鲁藏布江冰崩堵江灾害,第二次青藏科考队组织多方研究力量,快速完成了《雅鲁藏布江大拐弯冰崩堵江事件科学评估报告》,为西藏自治区减灾行动提出了可实施的科学方案,并于2019年迅速建立了雅鲁藏布江冰崩堵江灾害监测预警体系。

如今,监测数据可通过卫星和移动信号,24小时不间断地传输到科考办数据平台,成功实现了预警。

科研布局:确定研究新方向

针对新技术如何更好地服务于亚洲水塔研究,以及亚洲水塔失衡导致的新型冰崩灾害的监测和预防,第二次青藏科考队给出了他们的思考:从地球系统科学角度,进行亚洲水塔失衡的三维立体诊断,提出亚洲水塔观测—模拟—预警一体化集成方案,这是亚洲水塔研究的新方向。

在第二次青藏科考和中科院“丝路环境”专项的共同支持下,第二次青藏科考队于20191月和5月,分别在鲁朗和纳木错成功开展了高空水汽传输观测实验,利用浮空艇新技术,获得超高空水汽同位素垂直剖面观测数据,创下浮空器垂直上升高度世界纪录。这为建立亚洲水塔地区水汽传输三维观测体系推进了坚实一步。

亚洲水塔“家族”庞大且复杂,针对冰崩和冰湖溃决等灾害,第二次青藏科考队计划通过选取代表性区域做好预估和对策,之后应用到其他类似区域。目前,第二次青藏科考队正在建立雅鲁藏布江冰崩堵江灾害监测预警示范工程基地和樟藏布冰湖溃决监测预警体系。

针对亚洲水塔水汽输送,科考队提出观测—模拟—预警一体化集成方案,该方案已成为世界气象组织、联合国教科文组织等国际组织的经典案例。

针对亚洲水塔最敏感的冰川变化,科学家们则完成了《关于我国冰川变化影响及对策的报告》《加强中国冰川变化监测的总体方案》等报告,为国家战略决策服务。

 
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