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【中國科學报】亚洲水塔:最重要又最脆弱

我國科學家提出觀測—模擬—預警一體化集成方案

2019-12-20 中國科學报
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藏東南拉白壘旁邊山峰

2017年1月,科考隊員在嚴寒中在阿汝冰川表面架設地震儀和連續GPS,觀測冰川的運動

  阿汝,是西藏阿裏地區的一個小村莊。

  2016年7月17日,阿汝冰川發生冰崩,崩塌方量爲0.7億立方米,9位牧民及幾百頭牛羊因此失蹤。

  兩個月後的9月21日,阿汝冰川再次冰崩,這次崩塌方量達到了1億立方米。

  時隔兩年,2018年10月16日和10月29日,雅魯藏布江下遊米林縣加拉村附近的色東普溝連續兩次發生冰崩,進而形成碎屑流並堵塞雅魯藏布江。當地居民發現,江水突然漫到了自己家門口。

  類似的災害也曾發生在西藏聶拉木縣,當地的樟藏布冰湖兩次發生潰決,沖毀下遊道路、橋梁和電站,對尼泊爾境內也造成重大損失。

  冰川崩塌、冰屑堵江、冰湖潰決……這些災害背後的原因是什麽?

  災害背後:亞洲水塔失衡

  “这些现象,都是亚洲水塔灾变风险的直接表现。”第二次青藏科考队队长、中國科學院院士姚檀栋告诉《中國科學报》。

  青藏高原,是除南極和北極以外冰雪儲量最大的地區,是亞洲十多條大江大河的發源地,被稱爲“亞洲水塔”,其變化影響著我國以及“一帶一路”沿線國家和地區20多億人口的生存和發展。

  “亞洲水塔正在以全球兩倍的升溫速率變暖,並引起亞洲水塔失衡。亞洲水塔失衡的主要特征是冰川加速退縮、湖泊顯著擴張、冰崩等新型災害出現。冰崩新型災害不但威脅亞洲水塔,而且嚴重影響下遊地區的社會經濟發展。亞洲水塔失衡也將引起亞洲季風的改變,從而影響我國和亞洲地區環境。”12月18日,在北京舉辦的成果發布會上,姚檀棟表示。

  第二次青藏科考隊評估了全球78個水塔單元的重要性。據姚檀棟介紹,他們發現,全球78個水塔單元中,亞洲水塔單元有16個。印度河、塔裏木河、阿姆河、錫爾河、恒河—雅魯藏布江是亞洲水塔中重要性排名前5的水塔單元。其中,印度河水塔單元以其豐富的水資源量、下遊生活與灌溉的超級需水量位居全球水塔單元重要性之首。

  但姚檀棟他們的評估同時給出令人憂慮的結果——亞洲水塔也是全球最脆弱的水塔。阿姆河、印度河、恒河—雅魯藏布江、錫爾河、塔裏木河是亞洲水塔中脆弱性排名前5的水塔單元。

  密切關注:科學家在行動

  這些年來,我國科學家一直在密切關注亞洲水塔失衡的問題。他們堅持到現場去,最近距離觀察冰川變化。

  中科院青藏高原所研究員、河湖源冰川與環境變化考察隊隊長邬光劍全程參與了阿汝冰川的考察與預警工作。他和同事們4次深入災區,對冰川進行了各項觀測,並成功鑽取阿汝冰川冰芯和阿汝錯湖芯,以了解這一地區過去幾百年的氣候環境變化,爲理解冰崩産生機制和預測當地的冰川變化提供了依據。

  對雅魯藏布江冰崩災害進行考察時,科考隊員們靠人背肩扛和村民幫忙,硬是在天塹之上運送了數噸的建設物資和科研設備,在冰山之下、雅江之畔,僅曆時20余天,就豎起了10米高的監測塔。回憶建設過程,參與此次科考的青藏高原所副研究員楊威說,“真的是太難了。”

  青藏高原所副所長安寶晟回憶,爲了考察冰崩現場,他們一行5人第一次坐上了軍方的直升機。那個地方高山峽谷氣流強烈,非常危險,直升機上一路顛簸。到了冰崩現場,第一個沖過去的是姚檀棟。

  雅魯藏布江第一次冰崩後,姚檀棟馬上召集冰川、氣候、地質、地震、水文、災後評估等各個方面的專家聚在一起,討論應對方案。針對雅魯藏布江冰崩堵江災害,第二次青藏科考隊組織多方研究力量,快速完成了《雅魯藏布江大拐彎冰崩堵江事件科學評估報告》,爲西藏自治區減災行動提出了可實施的科學方案,並于2019年迅速建立了雅魯藏布江冰崩堵江災害監測預警體系。

  如今,監測數據可通過衛星和移動信號,24小時不間斷地傳輸到科考辦數據平台,成功實現了預警。

  科研布局:確定研究新方向

  針對新技術如何更好地服務于亞洲水塔研究,以及亞洲水塔失衡導致的新型冰崩災害的監測和預防,第二次青藏科考隊給出了他們的思考:從地球系統科學角度,進行亞洲水塔失衡的三維立體診斷,提出亞洲水塔觀測—模擬—預警一體化集成方案,這是亞洲水塔研究的新方向。

  在第二次青藏科考和中科院“絲路環境”專項的共同支持下,第二次青藏科考隊于2019年1月和5月,分別在魯朗和納木錯成功開展了高空水汽傳輸觀測實驗,利用浮空艇新技術,獲得超高空水汽同位素垂直剖面觀測數據,創下浮空器垂直上升高度世界紀錄。這爲建立亞洲水塔地區水汽傳輸三維觀測體系推進了堅實一步。

  亞洲水塔“家族”龐大且複雜,針對冰崩和冰湖潰決等災害,第二次青藏科考隊計劃通過選取代表性區域做好預估和對策,之後應用到其他類似區域。目前,第二次青藏科考隊正在建立雅魯藏布江冰崩堵江災害監測預警示範工程基地和樟藏布冰湖潰決監測預警體系。

  针对亚洲水塔水汽输送,科考队提出观测—模拟—预警一体化集成方案,该方案已成为世界气象组织、联合国教科文组织等國際組織的经典案例。

  針對亞洲水塔最敏感的冰川變化,科學家們則完成了《關于我國冰川變化影響及對策的報告》《加強中國冰川變化監測的總體方案》等報告,爲國家戰略決策服務。

打印 責任編輯:侯茜

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