高山之水天上來,荒野之春冰引到,冰雪進退知冷暖,大地冬夏應有知。 ——朱永傑
主講專家: 北京林業大學教授 朱永傑
在地球遙遠的極地和高山存在著大量冰川,它將天上的降雪、降水和空氣中的水汽凝結成冰,保存起來,構成淡水庫。在氣溫適宜的時候,緩慢釋放,形成涓涓細流,滋潤著極地和高山之巔上那些脆弱的生態系統。世界上絕大多數人永遠也見不到真實的自然冰川,但幾乎所有人都會感受到它的存在。
1 大自然的雕刻師
冰川是陸地上的水以固體形式持續存在的緻密地貌,在其自身的重量壓力下可不斷向下緩慢流動和變形,這個過程往往會消耗幾個世紀,或更長時間。冰川因其重量引起的壓力而產生裂縫、鋸齒和其他形態上的變化。在冰川移動過程中也會磨損其基底上的巖石和碎片,從而形成圓弧和雲團之類的地貌。大多數人看不到冰川,但會看到冰川遺留的印記。
根據約翰·繆爾的研究,美麗冠絕世界的美國加利福尼亞州約塞米蒂就是冰川的傑作,經過上一年冰川的摩擦,在這片大地上,冰川用緩慢的速度和巨大的壓力將切割原來平坦的約塞米蒂,雕刻成高峰深谷、絕壁高懸,河流在高山與絕壁間流淌,構成無數大小瀑布。徜徉其間,冬天有漫天飛雪和掛在巖壁上的冰瀑;春天百花齊放,山、水、花、鳥,一派自然景象;夏天,碧綠的森林、清澈的河流和綺麗的山谷,處處生機盎然;到了秋天,藍天、碧水加上多彩森林,滿目繽紛燦爛。
也難怪,當老羅斯福、平肖、繆爾等來到約塞米蒂就被深深地吸引,要不惜一切保護這片神奇而美麗的土地。冰川就是約塞米蒂的雕刻師,也是大自然的雕刻師,用萬年以上的時間精心打造了地球的奇觀美景。
格陵蘭和巴塔哥尼亞有巨大的大陸冰川。在北緯35度至南緯35度之間,冰川出現在阿爾卑斯山、喜馬拉雅山、安第斯山、洛基山以及東非、墨西哥、紐幾內亞的一些高山和伊朗的扎德·庫山脈。
山頂的冰川曾經默默地為山地的人們和其他生物攔截了空氣中的水汽,將其變成冰雪儲存下來。山地冰川,特別是地球上中緯度的山地冰川是周邊區域供水的主要來源,儲存在山頂的冰川中的淡水是那裡的生命之源。
2 歐亞大陸山地冰川
大約1550-1850年的一段時間,地球經歷了大約300年的小冰期,當時世界的氣候溫度與現在比較相對更冷。在隨後的近200年時間,世界各地的冰川隨著氣候的大幅變暖而消退。1950-1980年間,隨著全球氣溫略為下降,冰川消退速度減緩,甚至出現了暫時逆轉。
自1850年以來,地球上那些中緯度山脈,如喜馬拉雅山、阿爾卑斯山、巖石山脈、瀑布山脈和安第斯山脈南部,以及孤立的熱帶山峰,如非洲的吉力馬札羅山等原來存在的大部分冰川嚴重退縮,有的已經消失。這種問題已經影響到相關區域的農田灌溉和家庭用水、山區娛樂以及依靠冰川融化的淡水來生存的動植物。
自1980年以來,嚴重的全球變暖導致冰川消退的速度越來越快,而且越來越普遍,以至於一些冰川已經完全消失,許多剩餘冰川也面臨威脅。在南美的安第斯山脈和亞洲的喜馬拉雅山脈等地區,冰川的消亡有可能影響這些地區的供水。
法國的六大冰川都在後退。自1870年以來,阿爾根蒂埃冰川在阿爾卑斯山脈最高峰勃朗峰上後退了1150米。其他研究人員也發現,阿爾卑斯山地區的冰川正在以比幾十年前更快的速度消退。蘇黎世大學在2009年發表的一篇論文中指出,瑞士對89個冰川進行的調查發現,有76個冰川正在後退,5個處於靜止狀態,8個處於1973年的狀態。
挪威的倫布斯斯卡冰川自小冰河期結束以來後退了2公裡。在西班牙的庇里牛斯山脈,自1991年以來,已經喪失了50%-60%的冰川面積。在這一時期,巴拉圖斯、帕迪古雷羅和拉穆尼亞冰川已經消失。作為1850年以來阿爾卑斯山冰川退縮的最初原因,可以確定工業黑炭引起冰川反照率下降。
西伯利亞的冰川僅分布在阿爾泰山脈、維爾霍揚斯克山脈、切爾斯基山脈和桑塔爾-海亞塔山脈,還有貝加爾湖附近山脈中,從1989年起就沒有被監測過,據國際組織估計可能已經完全消失了。
喜馬拉雅山脈和中亞的其他山脈的冰川為蒙古、中國西部、巴基斯坦、阿富汗和印度等乾旱國家提供了重要的水源供應。大喜馬拉雅地區的冰川到21世紀初,冰質量下降了9%。在阿富汗的瓦罕走廊,1976-2003年間,30個被監測的冰川中有28個明顯後退,平均每年後退11米。
研究人員在1950-1970年間對中國612條冰川的考察中,53%的冰川正在消退。1990年後,這些冰川中有95%被測量到正在消退,這表明這些冰川的消退正在變得更加嚴重。
帕米爾山脈約有8000條冰川,其中許多處於總體後退狀態。20世紀,塔吉克斯坦的冰川失去了20立方公裡的冰。長達70公裡的費琴科冰川是塔吉克斯坦最大的冰川,也是地球上最大的非極地冰川,1933-2006年間後退了1公裡,並因1966-2000年間的萎縮而失去了44平方公裡的面積。
3 北美大陸山地冰川
北美冰川主要分布在美國和加拿大的洛基山脈的脊梁上,除了沿阿拉斯加海岸少數提德沃特冰川,幾乎所有北美洲的冰川都處於退縮狀態。自1980年左右以來,這一比率迅速上升,從總體上看,每10年的撤退率都高於前一個10年。北級聯冰川自1970年就開始後退,1984-2005年厚度平均減少了12.5米,喪失了20%-40%的冰存儲量。這個冰川群的蜘蛛、路易斯、米爾湖和大衛4個冰川,自1985年以來已經完全消失。
在美國蒙大拿州冰川國家公園,自1850年以來,國家公園管理局和美國地質調查局繪製了每一處冰川的面積。在1850年被冰川覆蓋的99平方公裡的國家公園中,到1993年只有27%的面積被覆蓋。現在的大冰川大約是1850年第一次研究時的1/3,眾多較小的冰川已經完全消失。
美國懷俄明州半乾旱的氣候仍然支撐著大提頓國家公園內的十幾個小冰川,在過去50年,這些冰川都顯示了退縮跡象。斯庫魯姆冰川位於大提頓的西南偏南,是公園裡最容易到達的冰川之一,預計到2025年就會消失。1950-1999年間的研究表明,風河流域的布裡奇頓-提頓國家森林和肖肖尼國家森林的冰川縮小了1/3以上。加內特冰川位於加內特峰東北坡,是加拿大南部巖石山脈中最大的單獨冰川。據報導,自1920年以來,該冰川已經損失了50%以上,其中近一半發生在1980年。冰川學家認為,如果目前的氣候模式繼續下去,懷俄明州的剩餘冰川將在21世紀中葉消失。
在歷史上,加拿大的落基山脈,冰川通常比巖石山脈的面積更大。在加拿大的落基山脈中,最容易到達的冰川之一是阿薩巴斯卡冰川,它是325平方公裡的哥倫比亞冰原的出口冰川。自19世紀後期以來,阿塔巴斯卡冰川已經後退了1500米。不列顛哥倫比亞冰川國家公園的伊利克利韋特冰川是塞爾克爾克山脈的一部分,自1887年首次拍攝以來,已經後退了2公裡。
在過去的25年裡,阿拉斯加威廉王子灣瓦爾迪茲附近的哥倫比亞冰川已經後退了15公裡。2005年對阿拉斯加沿海冰川進行的空中調查發現,有10多處冰川,包括大高原、阿爾塞克、熊和特西奧爾冰川正在迅速消退。在觀察到的2000個冰川中,99%正在消退。
4 其他區域山地冰川
阿根廷和智利中部及南部安第斯山脈周圍的大片人口居住在乾旱地區,依賴高山冰川融化帶來的水供應。冰川中的水也為河流提供了水源。一些研究資料表明,如果目前的氣候趨勢繼續下去,到2030年,安第斯山脈最高地區的許多大型冰蓋將會消失。
在大陸南端的巴塔哥尼亞,自上世紀90年代初以來,大型冰蓋已經後退了1公裡。人們還觀察到,巴塔哥尼亞冰川正在以比任何其他地區冰川更快的速度後退。1945-1975年間,北部巴塔哥尼亞冰原損失了93平方公裡的冰川面積,1975-1996年間損失了174平方公裡,這表明撤退速度正在加快。南部巴塔哥尼亞冰原在42個冰川上呈現出總體後退的趨勢,而在1944-1986年間,有4個冰川處於平衡狀態,有2個處於推進狀態。在阿孔瓜河流域,冰川退縮導致冰川地區損失20%,從151平方公裡下降到121平方公裡。
在紐西蘭,自1890年以來,高山冰川普遍後退,自1920年以來冰川消退加速。大多數冰川面積都明顯減少,積雪區的海拔也在上升。自1980年以來,在很多冰川區冰蝕背後形成了無數的小冰湖。1976-2014年,紐西蘭阿爾卑斯山南部的冰量損失了34%。
熱帶區域的山地冰川是所有冰川中最罕見的。在赤道附近,東非、南美洲的安第斯山脈和紐幾內亞仍有冰存在。從19世紀晚期到現在,通過地圖和照片記錄了赤道冰川的消退。99.64%的熱帶冰川位於南美洲的安第斯山區,0.25%位於非洲的魯文佐裡、肯亞山和吉力馬札羅冰川上,0.11%位於紐幾內亞的伊裡安查亞地區。溫度的小幅上升只有幾攝氏度就可以對熱帶冰川產生直接和不利的影響。
吉力馬札羅海拔5895米,是非洲大陸最高峰。自1912年以來,吉力馬札羅山頂的冰川覆蓋面積下降了75%,而由於後退和變薄,冰川冰的體積現在比一個世紀前減少了80%。1984-1998年的14年間,山頂的一段冰川後退了300米。2002年的一項研究確定,如果目前的狀況繼續下去,吉力馬札羅山頂的冰川將在2015-2020年間的某個時候消失。而在2005年3月的一份報告指出,這座山上幾乎沒有冰川冰了,這是1.1萬年來第一次在山頂的部分地區暴露出貧瘠的土地。
冰川的持續退縮將會產生許多影響,如果目前的後退繼續,將最終耗盡冰川儲存的所有淡水,在這種情況下,徑流會大幅度減少,造成徑流完全消失。這對於那些嚴重依賴冰川融化的淡水生活的區域,幾乎就是滅頂之災。中亞國家在歷史上也一直依賴季節性的冰川融水來灌溉和供應飲用水。
奧地利為了減緩某些滑雪勝地冰川的融化,那裡的經營者在部分斯塔凱和皮茲塔爾冰川上面覆蓋了塑料薄膜。在瑞士,塑料薄膜也被拿來用作減少滑雪斜坡的冰川冰的融化。雖然用塑料薄膜覆蓋冰川可能對小規模的滑雪勝地有利,但這種做法對更大規模的冰川似乎經濟上不可行。