为倡导全球共同应对冰冻圈变化的经济、社会和环境影响,联合国第77届大会于2022年12月14日通过了158号决议,宣布2025年为“国际冰川保护年”(IYGP 2025),同时宣布从2025年起的每年3月21日为“世界冰川日”;2024年8月13日联合国第78届大会又通过了321号决议,将2025年至2034年定为“冰冻圈科学行动十年”。同时,联合国组织了“国际冰川保护年咨询专家组”(IYGP AB)和4个工作组。中国科学院院士、第二次青藏科考队队长姚檀栋作为IYGP AB成员之一,代表中国参加这一重要国际行动。
2025年3月20-21日联合国在巴黎UNESCO总部举行了庆祝首个世界冰川日的活动。活动期间,联合国通过头脑风暴会议、高级别圆桌会议、平行边会等形式,围绕世界冰川现状及其对全球水安全、社区和生态系统的影响展开对话,推动“冰冻圈科学十年行动计划(2025-2034)”。
姚檀栋参加“冰冻圈科学行动十年”头脑风暴会议,并作为5位发言嘉宾之一发表了第二次青藏科考关于亚洲水塔冰川与发展的科学行动。他首先介绍了亚洲水塔冰川正在快速融化的现状,指出冰川融化是一个地球系统的变化过程,影响其他圈层作用,强调了冰川融化的重要性以及开展国际合作的必要性。对于如何确保冰冻圈科学行动十年计划的成功,他提出3个关键词:国际合作、地球系统科学视角以及科学为决策服务,认为气候变化下的冰川变化需要联合国际科技力量,需要不同学科的科学家跨学科合作,还需要紧密围绕当地政府和人民的需求和福祉,做好决策建议。
图1 姚檀栋院士在头脑风暴会上发言
同时,第二次青藏科考在联合国首个世界冰川日活动中组织了“亚洲水塔冰川融化的地球系统响应过程(TPGE)”边会。边会上,姚檀栋院士、Lonnie Thompson院士(美国科学院院士、中国科学院外籍院士、中华人民共和国国际科技合作奖获得者)、陈德亮院士(瑞典皇家科学院院士、中国科学院外籍院士、中华人民共和国国际科技合作奖获得者)、Walter Immerzeel教授(荷兰乌特勒支大学、国际冰川和水文学顶尖专家)、以及区域青年科学家先后做了报告,分享了亚洲水塔冰川与发展的最新研究进展,强调了应对冰川融化的必要性和紧迫性。边会还着重讨论了联合行动方案,包括建立地球系统科考平台和AI建模融合,深入研究冰川动态过程及其对气候变化、水资源和生态系统的影响;开展标志性遗产冰川保护试验,建立冰川资源库,存储冰芯和冰川生物资源;监测冰崩、冰湖溃决等冰冻圈灾害,服务防灾减灾,支撑青藏高原及全球可持续发展等。
图2 TPGE边会合影
第二次青藏科考关于亚洲水塔冰川与发展的科学行动得到联合国的充分肯定和赞赏。联合国教科文组织水科学司水文系统、气候变化与适应部门主任Anil Mishra博士特别评价中国科学家在冰冻圈变化驱动的地球系统科学中正在发挥引领作用,并希望中国科学家能够牵头制定冰冻圈科学行动十年方案中的研究、观测、模拟等核心内容。
为推进亚洲水塔冰川与发展的科学行动,联合国首个世界冰川日活动结束后,姚檀栋院士带领第二次青藏科考队办公室主任、中国科学院青藏高原研究所副所长安宝晟和第二次青藏科考队办公室副主任王伟财访问柏林洪堡大学,与该校学术副校长Christoph Schneider教授举行会谈,并组织亚洲水塔冰川变化研讨会。研讨会上,姚檀栋、Christoph Schneider、安宝晟、王伟财分别介绍了亚洲水塔失衡、亚洲水塔冰川物质平衡敏感性、拉萨河流域地球系统科考平台、亚洲水塔冰冻圈灾害等研究成果。双方围绕加强冰川观测-模拟融合、研究生联合培养、学术交流等达成了重要共识。
图3 第二次青藏科考队访问柏林洪堡大学
据介绍,青藏高原及周边地区是全球南北极之外最大的冰川分布区,该区域的冰川是亚洲水塔的重要组成部分,哺育了亚洲水塔十多条大江大河。第二次青藏科考聚焦亚洲水塔冰川变化与影响及应对,开展了多学科交叉综合科考,取得了重要的科考成果。
基于最新的高分辨率遥感影像,通过人工目视解译结合机器学习,完成了亚洲水塔冰川编目。亚洲水塔有冰川109921条,总面积约9.8万平方千米,冰储量约10100立方千米,其中中国境内分布有冰川56320条,总面积约4.7万平方千米,冰储量约4200立方千米。
气候变暖影响下,亚洲水塔冰川整体加速融化。近50年来,冰川储量减少约20%,面积减少约18%。特别是20世纪90年代以来,冰川融化呈加剧态势。在西风-季风协同作用下,冰川融化具有显著的空间差异,东南部的冰川物质亏损最为严重,西北部的冰川物质亏损相对较小,帕米尔-西昆仑地区冰川相对稳定甚至个别冰川出现前进。预估在全球温室气体中等排放(RCP4.5)和高排放(RCP8.5)两种气候变暖情景下,本世纪末亚洲水塔的冰储量将分别减少约40%和65%。
冰川融化将引起冰川融水径流出现拐点,即近期亚洲水塔西部和西北干旱区由于冰川融水径流补给量增加,但随后衰减并逐渐枯竭,对我国西北干旱区水资源产生严重影响。预估结果显示,在未来温室气体中等排放情景下,我国大多数冰川融水径流将在2050年前后达到峰值,随后衰减并逐渐枯竭。
冰川融化导致冰崩、冰湖溃决等冰冻圈灾害频发。例如,2016年中尼边境的冰崩导致樟藏布冰湖溃决,表现为冰崩-涌浪-溃坝-洪水的灾害链过程;2018年藏东南冰崩导致雅鲁藏布江堵江,表现为冰崩-堵江-堰塞湖-涌浪-溃决洪水的灾害链过程。气候变暖加剧冰川不稳定,冰湖溃决风险持续攀升,未来亚洲水塔的冰湖溃决风险可能达当前3倍,其中西部地区风险尤为显著。
冰川融化加剧湖泊漫溢风险,对周边居民、基础设施、重大工程、生态系统和生物多样性等产生重要影响。例如,2023年西藏最大湖泊色林错湖水出现外溢,冲断S208省道,导致道路中断一个月,下游班戈错出现快速扩张,淹没周边草场和牧民房屋。青海湖自2004年以来水位以年均0.21米的速率持续抬升,20年间累计上涨4.05米;湖面面积同步扩张405平方千米,已导致38万亩周边优质草场被淹,对环湖区域居民生产生活造成直接影响。预估至本世纪末,由于降水和冰川融水补给增加,亚洲水塔湖泊面积将扩张约50%,水位上升约10米,水量增量是过去50年的4倍。到本世纪末,预计约1000公里的道路、500个居民点、约10000平方公里的草地、湿地、农田、森林和稀疏植被处于被淹没的风险。
第二次青藏科考建立了亚洲水塔冰川综合观测体系,包括36条冰川物质平衡、16条冰川融水径流和21条冰川气象观测体系,亚洲水塔的冰川变化观测能力进一步提升;开展了关键冰川的冰芯钻取,创造了世界上山地冰芯最长的世界纪录,建设了全球最大的第三极冰芯库;建成了影响亚洲水塔冰川变化的水汽传输三维观测体系;构建了“用得上、留得下、有影响、推得开”的拉萨河流域地球系统科考平台与雅江色东普冰崩堵江灾害和中尼边境次仁玛错冰湖溃决灾害监测预警体系。
第二次青藏科考队将组织冰川与发展的系列科考活动,包括极高海拔珠峰多学科交叉综合观测和峰顶冰芯钻取、普若岗日冰原钻取透底冰芯、廓琼岗日冰川人工增雪和提升冰面反照率等保护性试验。第二次青藏科考队还将在加德满都组织冰川与发展国际科学大会,展示第二次青藏科考的重要成果,提升中国科学家冰川与发展的国际话语权,引领第三极冰川与发展科学行动。