全球變暖下喜馬拉雅冰川引起局部白天降溫和變干
2023年12月4日，“亞洲水塔動態變化與影響”任務“亞洲水塔區水循環動態監測與模擬”專題研究團隊，在國際著名學術期刊《自然地球科學》Nature Geoscience）上發表了關于全球變暖背景下喜馬拉雅冰川變化影響的最新研究成果。意大利國家研究委員會極地科學研究所Franco Salerno教授為論文共同第一作者，Franco Salerno和意大利國家研究委員會水研究所Nicolas Guyennon教授為論文共同通訊作者。
喜馬拉雅冰川是亞洲次大陸的水源，因此理解喜馬拉雅山冰川對全球變暖的響應至關重要。全球變暖是否導致喜馬拉雅冰川在炎熱的夏日融化？此前，科學給出了與海拔高度相關的變暖效應，認為高海拔“感受到”全球變暖的影響更強，升溫更快。然而，目前對于各種尺度下冰川變化的氣候驅動因素仍存在很大的不確定性。位于珠穆朗瑪峰南坡的一個高海拔氣候站（金字塔站）記錄了過去近三十年的氣象資料。
研究團隊利用該站觀測數據揭示：在過去區域變暖的近三十年中，這里觀測的夏季日最高氣溫和降水量出現了下降。基于ERA5-Land再分析資料，發現該現象普遍發生于喜馬拉雅山地區的冰川集中區。研究團隊將喜馬拉雅冰川“反抗”全球變暖的機制歸因于增強的下坡風（冰川風）。
如圖1所示，由于夏季白天冰面溫度被限制在零攝氏度，自由大氣的升溫造成了冰川表面與空氣的溫差加大，使得近冰面的大氣密度增加，進而增大壓力梯度，產生更強更頻繁的下坡氣流，減緩暖濕空氣向上運動。一方面，增強的下坡風導致了冰川末端的降溫和干燥，有利于該區域冰緣環境和生態系統的穩定；另一方面，增強的下坡風也使得其與暖濕的上山風的輻合帶下移，意味著在冰川所在的高海拔地區降水量減少了，不利于冰川物質積累。高分辨率數值大氣模擬驗證了這一機制。
圖 1 喜馬拉雅山地區冰川下緣的空氣降溫示意圖
基于該發現提出了冰緣環境中局部氣候如何響應大規模變暖的概念模型，具有超越喜馬拉雅地區的潛在重要性。大氣變暖會加劇下坡風，從而阻礙低海拔地區的水汽向上傳輸。鑒于喜馬拉雅山經歷了地球上最大的山地冰川質量損失，它們很可能特別容易受到該影響。相比之下，鄰近的喀喇昆侖山在最近幾十年里增加了冰川質量，這可能意味著喀喇昆侖冰川對夏季風降水的依賴性較小，而更依賴于來自西風擾動的冬季降水，因而這一概念模型可能并不適用于這一地區。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01331-y