8月5日,一個20人的小分隊登上了四川阿壩的達古冰川,不是為了旅遊,而是為了給達古冰川「蓋被子」。
中科院冰凍圈科學國家重點實驗室副主任王飛騰研究員告訴紅星新聞記者,這是全國首個應用「地球工程學」措施減緩冰川消融的試驗。
近半個世紀以來,達古冰川融化速度很快,整個冰川面積消融了70%。為了減緩其消融速度,達古冰川風景名勝區管理局2018年就與中科院冰凍圈科學國家重點實驗室合作進行研究試驗。這次選取了在冰川表面鋪蓋隔熱反光材料的方式,在500平方米的冰川上進行試點。如果效果良好,將會把這項措施優化推廣。
全國首個應用「地球工程學」措施
減緩冰川消融試驗
「目前對冰川的研究主要集中在變化過程、機理和未來變化預估等方面,而在應對冰川消融的工程措施方面,相關研究極少。之前國家從節能減排等方面減少氣候變暖,從而保護冰川,我們將這兩個問題合為一個行動方案,從具體方面直接針對冰川進行保護。」 中科院冰凍圈科學國家重點實驗室(以下簡稱實驗室)副主任王飛騰表示,此次試驗是中國科學家在面對冰川消融問題首次應用「地球工程學」開展的科學試驗。(「地球工程學」指大規模的改造地表環境,以應對氣候變化帶來的影響。)
2020年8月拍攝的達古冰川
據悉,早在2013年達古冰川風景名勝區管理局就與中國科學院西北生態環境資源研究院合作開展了一系列研究。2018年達古冰川風景名勝區管理局與研究院下設的冰凍圈國家重點實驗室合作,決定進行冰川消融實驗。
據王飛騰介紹,此前奧地利和瑞士都曾做過類似緩解雪場、冰川消融的試驗。瑞士的科學家曾將白色的羊毛毯覆蓋在瑞士的兩座冰川上,利用羊毛毯遮擋和反射太陽輻射來達到緩解冰川消融的目的。「用遮蓋的方法來緩解冰川消融的效果還處於定性的描述上,沒有定量分析。」所以實驗室決定做一次實驗,驗證鋪設材料是否可行,到底能對冰川消融產生多大緩解作用。
達古冰川17號冰川
為了找到適合的材料,科研人員在室內模擬達古冰川的氣候、地形製造了小生態環境,做了一系列室內實驗。在模擬過程中,通過對隔熱反光材料的密度、反照率、輻射衰減率、耐用性、經濟性等多方面的考察,科研人員選擇了土工布並決定進行野外實驗。
「土工布具有高反射率,增強太陽輻射的反射,從而限制冰川的淨輻射。同時土工織布減少了冰川與外界的感熱通量、潛熱通量,對冰川具有保溫作用。」王飛騰告訴紅星新聞記者,「這次實驗我們用5至8毫米的土工布,考慮了成本問題,如果成功,大面積推廣可以控制成本。」
全國首次!
量化測量隔熱防冰川消融效果
8月是達古冰川消融最厲害的時候,4位實驗室的專家和景區的十幾名工作人員決定於8月5日在達古冰川進行鋪設。科研人員選取了冰川中下部的17號冰川,在這裡建立了1個500平方米左右的試驗場。
達古冰川17號冰川漂礫
鋪設的隔熱材料寬2米長50米。在施工時,首先通過達古冰川纜車,將材料運輸至冰川海拔4860米處,然後再鋪設至施工作業區。施工時研究人員自海拔高處向低處鋪設,利用材料本身的重力向下滾動。整幅材料鋪設完畢後,相鄰的材料搭接在一起用沙袋壓好。鋪設時每間隔3米用拴著沙袋的繩索固定。
減緩融化試驗現場
王飛騰告訴紅星新聞記者,2017年實驗室和北京冬奧組委合作在北京延慶石京龍滑雪場做過類似工作。為了存儲1.4萬立方米雪,他們於當年春天鋪設了相應的隔熱材料,10月份檢查的時候雪融解了一半。「雪和冰川不一樣,選取的隔熱材料也不同,我們會在9月底進行評估,看兩個月時間鋪設材料是否有效果。」
王飛騰表示,量化測量隔熱防冰川消融效果也是全國首次,他們會根據在冰川附近鋪設的花杆網陣和三維雷射掃描儀,測量判斷冰川消融的高度和體積。「我們在冰川上安插一些杆子,根據兩個月裡杆子露出多少,判斷冰川消融的高度距離。再根據高度和冰川表面測量出消融的體積。將這些與未鋪蓋的地區進行對比分析就可得出鋪設隔熱材料的效果。」
近半個世紀以來
達古冰川面積消融了近70%
據中科院冰凍圈科學國家重點實驗室在2018年4月出具的《達古冰山冰川旅遊研究項目總結報告》顯示,2016年,達古冰山冰川總面積為1.70平方千米,比2007年第二次冰川普查時減少了25%,比1962年至1971年第一次冰川普查時面積減小了69.64%,冰川消失了4條。「這裡的氣溫升高了很多,我在這工作了15年,2014年之前的夏天我都沒有穿過短袖,現在必須穿短袖。」達古冰川風景名勝區管理局科研處處長黃仕海說道。
2006年拍攝的達古冰川
「這次試驗也是我們地學科研人員想用直接行動來實現保護冰川和減緩氣候變暖。」王飛騰表示。中國的山地冰川在數量上以小冰川為主,佔到冰川總數的80%。數量眾多的小冰川應對氣候變暖,尤為脆弱。一旦小冰川呈現全面消融,如不加人工幹預,則面對難以逆轉最終消亡的現實。
減緩融化試驗現場
據了解,冰川是高緯、中低緯度高海拔地區特有的自然文化景觀,而我國是世界上中低緯度冰川分布最多的國家之一。達古冰川位於青藏高原向四川盆地過渡地帶,橫斷山中斷,現已發展成為我國第三大冰川旅遊目的地。此次之所以選擇在達古冰川開展冰川消融試驗研究,主要是考慮到達古冰川是海洋性山地冰川,是我國海洋型冰川緯度最北、最東的冰川分布區,被稱為「冰川遺蹟百花園」。且乘坐全球海拔最高的客運索道即可到達冰川之巔,便於開展冰川消融試驗。
紅星新聞記者 邵洲波 實習記者 郭懿萌
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