氣候變暖背景下全球冰湖的異質性變化
冰湖的快速形成擴張以及冰湖潰決洪水災害是過去幾十年全球環(huán)境變化最為突出的特征之一。冰湖在區(qū)域水資源分配和碳循環(huán)中有著重要作用，同時又極具潰決風險，對下游的社區(qū)和基礎設施安全造成嚴重威脅。完整的冰湖矢量數(shù)據(jù)是分析和評估冰湖潰決風險的基礎，但是當前全球尺度的冰湖數(shù)據(jù)庫構建還非常不完整，在各區(qū)域上因制圖標準不一致而無法做到綜合分析。冰湖在全球的分布和變化特征，以及與氣候變暖之間的聯(lián)系仍然未得到充分揭示。
第二次青藏科考“亞洲水塔動態(tài)變化與影響”任務“亞洲水塔變化及其廣域效應”專題、中國科學院青藏高原研究所環(huán)境變化與多圈層過程團隊依托高精度、標準化的制圖工作，對全球冰湖分布變化及其驅動因素進行了綜合研究，厘清了當前全球不同類型冰湖的活動特征、對海平面上升的潛在影響、對氣候變暖和冰川消融的響應等問題。
研究結果表明，（1）2020年全球共有71000多個冰湖，總面積為21770.9±544.2 km2，總體積為1,280.6±354.1 km3，相當于海平面上升3.45 mm的水量。自1990年以來，全球冰湖的數(shù)量、面積和體積分別增長了54%、11%和9%。（2）1990–2020年間，因冰湖擴張而滯留的冰川融水達到117.1±31.5 km3，相當于0.3 mm的海平面上升水量。盡管這一數(shù)值僅占全球同時期冰川物質損失量的1.55%，但在部分區(qū)域所占比例可達10%。（3）從建立的全球冰湖矢量數(shù)據(jù)中分離出了冰壩湖，2020年全球共有4733個，總面積3310.8±72.7 km2，總體積175.8±67.1 km3。由于冰壩湖經(jīng)常發(fā)生潰決洪水，其數(shù)量、面積和體積并不總是在同步增加，格陵蘭島北部、阿拉斯加、加拿大北極北部等地區(qū)的冰壩湖面積均在減小。（4）全球冰湖的空間演化模式與大尺度年代際的冰川變化模式相吻合，大量的冰前湖因冰川退縮和融水增加而擴張，冰壩湖則受到冰川減薄的影響而出現(xiàn)異質性變化。在整個冰湖制圖與分析過程中，排除了與冰湖處于同一地理區(qū)位的非冰川補給湖，全球尺度上這類冰湖在2020年的數(shù)量近80000個，總面積為5,976.3364 km2，其變化符合降水驅動的空間變化模式。
上述研究成果以“Heterogeneous changes in global glacial lakes under coupled climate warming and glacier thinning”為題，近期在國際期刊《Communications Earth & Environment》上發(fā)表。中國科學院青藏高原研究所與蘭州大學聯(lián)培博士生張?zhí)珓倿榈谝蛔髡撸鮽ヘ斞芯繂T和安寶晟正高級工程師為通訊作者。該研究得到第二次青藏高原綜合科學考察研究（2019QZKK0208）、國家自然科學基金（U23A2011）等項目的支持。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s43247-024-01544-y
圖1 2020年全球冰湖分布以及對海平面上升的潛在影響
圖2 全球冰壩湖以及冰壩湖潰決洪水的分布特征
圖3 1990-2020年間全球冰湖、非冰川補給湖、冰川物質平衡以及降水的空間變化模式