“冰川在退縮，也在前進；這種退縮和前進都在超常地進行著?！?/span>

張強弓中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員

大家好，我是張強弓，來自中國科學(xué)院青藏高原研究所。很榮幸能在這樣一個場合給大家分享一些我的故事：《正在消失的冰川》。

冰川是河流凍結(jié)形成的嗎？

這個故事我們就從青藏高原來講起。大家可能非常清楚，青藏高原在中國的西南部，是全世界最高的高原，平均海拔在4000米以上，形成了中國西高東低的地勢。

我們也知道，這么高的地方是非常寒冷的。下面這張圖是全球冰川的分布圖。我們看到北邊有格陵蘭島，那是一個大的冰蓋；南邊有南極，也是一個大的冰蓋。除了位于南北極的大冰蓋以外，地球還有很多的冰川，在圖上都用藍色的點來標(biāo)注。

全球冰川分布圖

這些藍色的點都位于不同大洲的山區(qū)，而在靠近赤道的中低緯度地區(qū)，青藏高原（紅色陰影部分）是唯一一個分布藍點的地方，這里有很多的藍點，表示這個地方的冰川是很多的。

那我們再來看一看它的衛(wèi)星照片。大家可以更清楚地看到，在高原的周邊和中間有很多白色的區(qū)域，這就是我們所說的冰川。

帕隆藏布4號冰川

這是分布在西藏東南部的一條冰川，我們把它叫做帕隆藏布4號冰川。因為它是帕隆藏布江的源頭，排列第4位。這條冰川很像一條河，冰川的“川”指的就是河，冰川其實也是冰河的意思。那么，這條冰川是不是河流凍結(jié)形成的呢？

祁連山老虎溝12號冰川（透明夢柯冰川）

我們再來看看這一條冰川，這是在青藏高原北部的祁連山的一條冰川。這條冰川更大，它威儀地從山頂上流下來的時候也像一條河一樣。

但其實冰川不是河流凍結(jié)形成的，而是這里每年都在降雪。在高山的寒冷地區(qū)，每年降的雪不易融化。第一年降雪以后，第二年的降雪再壓上來，成千上萬年之后，就把下面的雪壓成了冰。

通過冰川，我們發(fā)現(xiàn)了遠古時代的大氣

我們再走近的話，就能看到冰川其實不止是簡單的一塊冰。它是一年一年形成的，所以像樹輪一樣是一層層的。下面的冰更老一些，上面的冰更年輕一些，大家在下圖看到的一些條紋狀的東西就是冰川的年層。

冰川的“地層”

再走近一點可以看的更清晰。當(dāng)我們走到上圖右邊冰壁的下面，冰川的剖面就顯示了出來，一層一層非常清晰。

這是我爬到冰川表面以后，在這里挖了一個坑。這個坑的上面還是雪，里面有不同的條紋。這里有一些灰色的東西，就是春季天氣比較干燥的時候，沙塵暴降到了雪里形成的。這能幫助我們識別冰川里邊的雪或者冰是哪一年的。

如果我們在這個地方用鉆打下去取一支冰柱，那么這支冰柱就能告訴我們成千上萬年以來冰里蘊含了什么信息。我們從冰川里取出來的冰塊是非常透明的，里面含有很多氣泡，我們就能從其中提取出來很多東西。

比如，通過冰川里冰的氫氧同位素，我們可以知道氣溫是怎么變化的。我們測量每一年的積累量，即每一年的冰層有多厚，就能知道那一年下了多少雪。然后我們把其中的沙塵提取出來，就知道那年有多少沙塵暴，以及大氣的環(huán)境是怎么樣的。

冰芯中的氣泡

這是我們在實驗室里處理的一塊冰川冰，里面有很多小的氣泡，這些氣泡就是當(dāng)年下雪的時候壓實在里邊的。

這些氣泡非常珍貴，因為我們呼吸的大氣都是流動的，很難去獲取遠古時代的大氣。目前我們科學(xué)家找到的唯一辦法，就是在冰川里找到遠古的空氣。通過測試，我們就可以知道遠古大氣的成分，這幫助我們?nèi)祟愔懒诉^去幾十萬年以來大氣的成分。

冰芯記錄了氣溫和大氣成分變化

這張圖是科學(xué)家通過從南極鉆取的冰芯，建立了過去80萬年以來大氣里的二氧化碳、甲烷等指標(biāo)的變化趨勢。圖中藍色的線就是二氧化碳的變化，中間的線就是溫度的變化。

大家可以非常清楚地看到，二氧化碳的變化和溫度的變化是一致的。這就提示了我們：二氧化碳變高的時候，溫度也會增長。

前往長江源頭追蹤氣候變化的秘密

那么，我們再把視線回歸到青藏高原，給大家介紹一下我所參加的幾次考察。

青藏高原是中低緯度地區(qū)冰川分布最多的地方，冰川會融化，融化之后就會形成很多河流源頭。又因為它特別高，所以亞洲的大江大河，幾乎都能在青藏高原找到它的源頭。

比如說長江、黃河，如果一直溯流而上，我們就可以找到它們的源頭是在青藏高原的。

上游的“辮狀水系”

我們溯流而上，想看一看長江的源頭是什么樣的。等真正到了上游的時候，我們發(fā)現(xiàn)這個河道是分岔的，很難找到一個主流。這就是地理學(xué)上所說的辮狀水系，它像女同學(xué)的辮子一樣是交錯的。

那怎么找到源頭呢？在地理學(xué)上有一個說法——源頭唯遠的原則，就是我們要找到它最遠的地方，就是這條河的源頭。

長江、黃河是我們的母親河，而且長江是全世界的第三條大河，是我們中國最長的一條河。

長江的源頭

我們在找長江源頭的時候發(fā)現(xiàn)，在青藏高原的中部有一塊非常小的白色區(qū)域，即圖片中的黃色陰影部分，這里的冰川就是長江的源頭。

格拉丹東：瑪曲鄉(xiāng)境內(nèi)

大家可以看到這個地方所有的山上都覆蓋著雪，這里的主峰叫做格拉丹東峰，它在藏語里就是高高尖尖的山峰的意思，這是我們看到的長江的源頭。這張圖片上左邊的河流，也就是西邊的河流更遠一些，所以長江的源頭就是西邊的兩條河。

格拉丹東峰在瑪曲鄉(xiāng)，就好像香山在北京，或者太平山在香港一樣。大家可能覺得鄉(xiāng)非常小，我們來看一看瑪曲鄉(xiāng)和香港的對比?，斍l(xiāng)的面積達到了2.6萬平方公里，而香港只有1100平方公里?，斍l(xiāng)只有2800多人，而香港已經(jīng)達到了700多萬人?，斍l(xiāng)每10平方公里只有一個人，而香港每10平方公里已經(jīng)達到了將近7萬人。

這個地方可以說是荒蕪人煙，也沒有辦法去記錄氣象數(shù)據(jù)，但我們可以通過冰川來尋找長期的氣候變化。

我們到了長江源頭以后，往西看可以看到格拉丹東的東坡。拍攝照片的位置距離格拉丹東峰大概還有40公里。

2005年，我們就在長江源進行了一次科學(xué)考察，想把冰川里埋藏的長江源頭的氣侯變化信息挖掘出來。

這是2005年10月底的時候，當(dāng)時我們已經(jīng)遠遠地看到格拉丹東峰在面前了，然后這只有40到50公里的距離，我們開車走了整整兩天時間。因為這個地方即使到了10月份，依然有水流在補給著長江。

而且這個地方也沒有路，我們的車經(jīng)常在陷車，陷了又挖，挖了又陷，一直走了兩天的時間才把這幾十公里的距離走完。

一直走到了一個車不能再前進的地方，我們就搭下了營帳。而搭下營帳的第二天就天降大雪，把整個營地給覆蓋了，與冰川連成了一體。這個地方非常冷，晚上會冷到零下20攝氏度到零下30攝氏度。

我們背著設(shè)備再往這個冰川的末端走。到了冰川的近前，我們可以看到，這是巨大的冰塊形成的。這個地方?jīng)]有比例尺，大家看不到冰川有多大，我?guī)е蠹以僮呓稽c。

大家可以看到這個地方的冰川非常高。這僅僅是一個小的冰塔，就有十幾米高，它是形成剛才冰川末端很小的一部分。

我們需要攀上這個冰塔，往冰川更高的地方走。我們就在這個地方卸下了自己的物資，然后再把它們分裝成小包背到冰川上去。

一直往上走，我們找到了一個比較平坦的地方，一望無際都是雪。我們就在這里搭了一個帳篷，然后開展工作，就是我剛才說的鉆取冰芯。

這么大的一個“冰雪床墊”有多厚，大家可以想象嗎？我們用一個鉆機在這里工作了整整10天的時間，鉆取了將近150米的冰芯。也就是這張冰雪床墊從上到下足足有150米厚，這里蘊含了我們的氣侯環(huán)境信息。

當(dāng)時我們沒有車把這些冰芯從野外拉回來，因為已經(jīng)沒有路了，于是就用牦牛把冰芯裝在箱子里帶回來。

裝回來以后，我們再到冷庫里把這些冰鋸成一小塊一小塊，因為這些小塊才能用于我們在實驗室進行分析，最后我們把它化成了水。

大家可以看到這里有很多瓶子，上面寫著Isotopes，即同位素。我們分析水里的同位素就能知道溫度的變化。

水分子里隱藏著氣候的秘密

大家知道水是由兩個氫原子和一個氧原子組成的。這里面的氧是很神奇的，不但有氧16，也就是有8個質(zhì)子和8個中子，還有氧18，它有10個中子，更重一些。在自然界里，不同溫度和不同來源的水，它的氧16和氧18的比例是不一樣的。通過測試?yán)锩嫜?8的含量，我們就能知道它的溫度變化是怎么樣的，就可以建立出來一條過去長江源的氣候變化趨勢。

我們把這支冰芯取回實驗室并分析了它的氧同位素之后，就得到這條藍色的曲線，也就是長江源的氣侯變化。與之對比的黃色曲線是北半球的氣候變化，藍色曲線比黃色曲線波動地更劇烈一些。而且到了1990年以后，與黃色曲線相比，藍色曲線的增長速度特別快，這說明長江源區(qū)的增溫速度是北半球的兩倍以上。我們可以知道長江源區(qū)正在發(fā)生一種超常的增溫。在這種增溫的情況下，我們的冰川會發(fā)生什么變化呢？

正在逐漸退縮的冰川

2021年4月，我再次走進了長江源區(qū)，可以看到道路變好了一些。

2021年4月再次走進長江源區(qū)

到了長江源頭之后，我們發(fā)現(xiàn)這里已經(jīng)立了一個石碑。這里是長江源的一條冰川，叫做崗加曲巴冰川。它是2017年長江委員會在考察冰川末端的時候立下的。

當(dāng)時這個地方離冰川的末端已經(jīng)很近了，但當(dāng)我們在4年以后到達的時候，在這個地方已經(jīng)很難再看到冰川末端了，冰川已經(jīng)退回到很遠的距離。

我們開車走近了以后，發(fā)現(xiàn)了圖片中所展示的冰川的末端。

這是2020年夏季拍攝的一張照片，我們可以看到夏天冰川在劇烈地消融。也許細心的朋友能看到上面那張照片的冰川末端比這張往后稍微退了一點。僅僅一年時間，冰川末端就有這么大的變化。前一年到達這個地方的時候，腳下還是冰川，面前還是巨大的冰塔。而第二年去的時候這個冰塔已經(jīng)消失了。

根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，我們可以給出一個更準(zhǔn)確的數(shù)字。長江源頭格拉丹東的崗加曲巴冰川，從1969年起已經(jīng)退縮了超過4公里的距離。

只有長江源頭是這樣嗎？其實不僅僅是長江源頭，下圖中列出的點就是科學(xué)家經(jīng)過觀測和數(shù)據(jù)的測算給出的幾個例子。我們可以看到，從北到南，一直到青藏高原南部的喜馬拉雅，所有的冰川都在劇烈地退縮。

下圖中展示的是黃河的源頭，黃河源頭在阿尼瑪卿。這條哈龍冰川從2006年到2017年的10年時間，冰川末端退縮了450米之多。

我們再看看剛才提到的祁連山的那條老虎溝12號冰川。這條冰川從2006年到2018年，12年的時間里退縮了170.5米。

然后我們再往南看一看整個喜馬拉雅的變化。喜馬拉雅山是全球最高的山脈，這個地方有十幾座海拔8000米以上的高峰。

我們計算出了喜馬拉雅山脈冰川總量的計算。1975年時喜馬拉雅大概有8000億噸的冰；到了2000年的時候，只剩下了7000億噸的冰；到了2016年，只剩下了5800億噸的冰。

1975年到2016年，喜馬拉雅有2200億噸的冰消失了。大家可能覺得這個數(shù)字冷冰冰的，不知道有多少。但實際上它可以裝滿1000萬個標(biāo)準(zhǔn)游泳池，也就是這么多的水從我們的山脈上消失了。

冰川在退縮，但也在前進

剛才講了很多，大家是不是覺得所有的冰川都在退縮？其實，冰川可能不僅在退縮，它也還在前進，但這是非?？膳碌囊环N前進。

2016年6月17日 西藏阿里阿汝錯流域53號冰川冰崩

從這張動圖中可以看到，2016年6月，在喜馬拉雅山的西端，也就是西藏阿里地區(qū)的一條冰川，在幾天之內(nèi)有一個強烈的前進。這就是我們所說的冰崩。大家可能聽說過雪崩、滑坡、泥石流、塌方，其實冰川在超增溫的情況下，也能發(fā)生快速、劇烈的前進，即冰崩。

這張衛(wèi)星圖片靜態(tài)地顯示了冰崩之前和冰崩之后的情況。泄出來的這些碎屑物質(zhì)，也就是冰的長度可以達到5.7公里，寬度也達到2.4公里，厚度有7.5米，在幾分鐘之內(nèi)就有7000萬立方的冰體進入到這個湖里。

當(dāng)冰體進入到湖里的時候，還掀起了十余米的湖浪。當(dāng)?shù)匾恍┐迕窈湍撩裨谶@場災(zāi)難中罹難了，而且有很多夏季的牧場也被淹沒了。下圖是當(dāng)時救援的照片。

也許大家會說這是一個小概率事件，因為我們很少看到冰川發(fā)生這樣的變化。然而，當(dāng)我們還在對這個冰川進行研究和清理現(xiàn)場的時候，僅僅兩個月以后，2016年9月21日這個地方又發(fā)生了一次冰崩。

2016年9月21日 西藏阿里阿汝錯流域再次發(fā)生冰崩

以前這個地方從來沒有發(fā)生過這樣的事件，而在2016年的6月和9月連續(xù)發(fā)生了兩次。在這之后，我們記錄到了更多次這種非?？植赖氖录?，下面是其中的一次。

視頻中所展示的是2021年初在喜馬拉雅山南坡尼泊爾境內(nèi)，在游客對著這座山拍照的時候，突然發(fā)生了一次巨大的冰川前進事件。

大家可以看到，在冰川崩塌的時候，會在山谷里攜著大量的雪，從海拔4000多米下到2000多米，僅僅在幾分鐘之內(nèi)就逼近了你的眼前。

幸運的是，這次冰崩從山上到山下的距離很遠，并且崩塌下來的物質(zhì)還不算多，拍攝者最后逃離了現(xiàn)場。

為什么冰川在超常進退？

冰川在退縮也在前進，這種退縮和前進都在超常地進行著。那冰川超常進退的原因是什么呢？其實大家可能都已經(jīng)想到了，這是因為地球的溫度上升的太快了。

這張圖展示的是聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。我們可以看到從1900年開始一直到現(xiàn)在，溫度是在一直上升的。

如果把視角再放大到過去的1000年，大概從宋朝開始，從來沒有一個時刻全球的溫度是如此之高的。圖片最右側(cè)就是現(xiàn)在溫度上升的情況，它上升的非?？欤@種超常的變暖引起了冰川超常的進退。

那么，這種超常變暖背后的原因是什么？一開始，我們就提到南極的冰芯里給出了二氧化碳和溫度共同波動的一種聯(lián)系?，F(xiàn)在再來看一看全球二氧化碳的情況。

全球CO2的持續(xù)升高

這是大概從1700年開始的二氧化碳變化的情況，它呈現(xiàn)出快速的上升趨勢。在1958年以后，我們就有了觀測的數(shù)據(jù)，以前都是靠冰芯的資料得出的數(shù)據(jù)。

如果我們把視線再往前延得更長，把南極冰芯給出的數(shù)據(jù)也加到這里，去觀察過去80萬年的情況，可以得到下圖。

大家需要注意右側(cè)的直線，因為時間比例尺壓縮了很多，所以近代的增長變成了一條直線。

在過去80萬年，現(xiàn)代文明還沒有發(fā)展起來以前，全球二氧化碳的濃度基本上不會超過300個PPM（每百萬分之一）。1950年，大氣中的二氧化碳還在310到320個PPM之間。僅僅過去了70年的時間，在2021年6月24日，這個數(shù)據(jù)已經(jīng)達到417.47個PPM。我們?nèi)祟愒谶^去不到100年的時間內(nèi)，使全球的二氧化碳發(fā)生了超常的增長。而正是這種超常的增長驅(qū)動了溫度超常的變化，溫度超常的變化又給冰川帶來了超常的退縮和前進。

拯救即將消失的冰川

全世界冰川究竟減少了多少呢？來看下圖中的數(shù)據(jù)，左下角的大球就是全球從1961年到2016年消失的冰量，總共9萬多億噸。

剛才提到了很多退縮的案例，可能大家覺得青藏高原地區(qū)退縮的冰量已經(jīng)很多了，但是它和全球相比還是一個非常小的量，只消失了430多億噸的冰，還不到全球退縮冰量的百分之一。

我們?nèi)蛎磕甑谋繐p失已經(jīng)達到了1萬億噸。那么，1萬億噸有多大？

科學(xué)家模擬出了這么一個大冰塊，它有10公里長、10公里寬和10公里高。把這個大冰塊放在世界上著名的城市紐約，看一看有多大。每年就有這么大的冰塊從地球上流失掉了，這就是我們面臨的情況。

每3600億噸冰融化可以造成海平面1毫米的上升。如果冰川融化，我們的海平面會上升多少？

如果全世界的冰川全部融化，海平面會有60米的上升。這是構(gòu)想出來的一張圖，可以看到北京、香港等都會在海平面以下。我們不想讓這種事情發(fā)生，那怎么辦呢？

我國提出了雙碳計劃，計劃到2030年達到碳達峰，到2060年達到碳中和。也希望我們?nèi)w人類都行動起來，把碳的排放降低下來，讓溫度增長地慢一些。

西藏雙湖縣光伏電站（左）和藏木水電站（右）

回歸到青藏高原，在青藏高原上能做什么呢？青藏高原有很多的太陽能、水能，它正在給我們提供這種綠色的能源。

海岸城市和源頭冰川的關(guān)聯(lián)

左圖是我2011年在香港西貢，右圖是我2021年在格拉丹東。大家會發(fā)現(xiàn)其實我們的世界非常小，在海邊和在內(nèi)陸都是會連接起來的。我也請大家積極行動起來，讓冰川的進退有度，也讓海洋的漲落有度。

謝謝大家！