喜馬拉雅冰湖接觸冰川質量損失被低估
2023年4月3日，“亞洲水塔動態變化與影響”任務“冰川-積雪-凍土變化與影響及應對”專題研究團隊，在國際著名學術期刊《自然-地球科學》（Nature Geoscience）上發表了關于喜馬拉雅冰湖接觸冰川質量的最新研究成果。中國科學院青藏高原研究所張國慶研究員為論文第一作者，張國慶研究員和英國圣安德魯斯大學Tobias Bolch教授為論文共同通訊作者。中國科學院青藏高原研究所姚檀棟院士和王偉財研究員為合作者。
數字高程模型（DEM）被廣泛用于估算全球冰川質量損失。傳統的基于DEM的大地測量法只能觀測到冰川表面和水面，不能揭示發生在冰前湖泊水面以下的冰川質量損失。喜馬拉雅地區分布著數以萬計的冰湖，在全球變暖背景下，冰川正在加速消融與退縮，與冰川相連的冰湖迅速擴張。前人的研究更多聚焦于冰湖面積和水量變化，以及由此引發的冰湖潰決洪水災害風險。然而，冰湖擴張引起的水下冰質量損失在傳統的大地測量法中未被考慮，導致喜馬拉雅甚至全球尺度的冰川質量損失被大大低估（圖1）。
圖1 水下冰質量損失估算示意圖
研究團隊通過對大喜馬拉雅山脈（包括興都庫什、喀喇昆侖、喜馬拉雅、念青唐古拉和橫斷山脈）冰湖的多期詳細制圖和分類，結合典型冰湖的水下地形測量數據，詳細估算了喜馬拉雅冰湖的水量變化，量化了由于湖水替換冰引起的冰川水下質量損失。
研究結果表明（圖2），2000年至2020年間，喜馬拉雅地區的冰前湖數量增加約47%，面積擴張33%，水量增加42%。冰湖水量的增加，導致2000年至2020年喜馬拉雅地區約27億噸水下冰質量損失被低估，約占冰湖接觸冰川總質量損失的6.5%，其中喜馬拉雅中部地區被低估程度最大，約12億噸，占10%。位于喜馬拉雅中部波曲河流域的嘎龍錯（面積約5平方公里，最大水深達200米），水下冰質量損失量高達65%。同時，作者還對全球冰湖接觸冰川水下冰損失進行了初步估算，損失量約2100億噸，占12%。
隨著喜馬拉雅地區冰湖趨于更大更深，水下冰損失仍是影響未來冰川總質量損失和相關冰湖潰決洪水風險評估的重要因素。本研究提供了量化水下冰質量損失的框架，減少了估算冰川總質量損失的不確定性，為冰川學模型提供了重要數據，為更準確模擬過去和未來冰川質量平衡、評估冰川與冰湖災害和水資源的變化提供了重要科學依據。
圖2 2000~2020年喜馬拉雅水下冰質量損失低估量
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01150-1