亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源

2020-11-26 21:38    来源:互联网    编辑:小狐    浏览量:61

亚洲水塔青藏高原亚洲文明之源泉我们把水比作生命之源,但是水的源头又在哪里?若沿着长江、黄河、印度河等孕育了诸多亚洲文明的河流溯源而上,我们最后都会抵达同一个地方—青藏高原。这里是“世界屋脊”分布着大量

亚洲水塔

青藏高原

亚洲文明之源泉

我们把水比作生命之源,但是水的源头又在哪里?若沿着长江、黄河、印度河等孕育了诸多亚洲文明的河流溯源而上,我们最后都会抵达同一个地方—青藏高原。这里是“世界屋脊”分布着大量的冰川、湖泊,这些储量可观的淡水资源沿着不同的河道最终流向广袤的亚洲大陆,千百年来维系着沿岸人类繁衍生息。可以说,青藏高原既是亚洲的水塔,也是亚洲文明之源泉。

青藏高原—亚洲河流之源

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图1)

可是,看似巍峨的高塔,却已是摇摇欲坠。近50年来,地球的温度一直在缓慢升高,世界屋脊青藏高原更是全球变暖最显著的地区。有资料显示,青藏高原升温幅度是同期全球其他地区平均值的两倍,这也直接导致冰川退缩,积雪覆盖减少,冻土退化。冰雪消融暂时增加了周边河流的径流量,增大了部分湖泊的面积,但也改变了高原地区水文地质条件和地表孕灾环境,加剧了灾害的频率、规模和复杂性。长此以往,冰川积雪入不敷出,这些河流、湖泊势必陷入萎缩,沿岸人类的生产生活将大受影响。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图2)

2019年12月,《科技日报》头版刊文报道了第二次青藏高原科考的取得的重大成果,指出“亚洲水塔”青藏高原已经成为全球最脆弱的水塔,并提出要监测水塔变化,建立预警体系。《中国科学院院刊》也在2019年底出版了专刊,从多个方面详细讨论了“亚洲水塔”的变化及其响应。中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所所长姚檀栋院士指出:“亚洲水塔冰川、积雪、冻土、湖泊和河流等关键过程的变化是一个多圈层相互作用的地球科学前沿问题。”青藏高原第二次科学考察也对整个高原的冰川、积雪、冻土、湖泊和河流的变化趋势做了详细的研究。

冰川

地球上68.7%的淡水资源集中在冰川,南极冰盖和格陵兰冰盖的冰储量占地球总冰储量的99.4%。虽然山地冰川只占其余的0.6%,但其对气候变化的响应更为迅速,它的消融对同期海平面上升的贡献达到25~30%。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图3)

近40年来青藏高原及周边地区不同区域冰川面积萎缩速率

单位:百分比/年,王宁练等

青藏高原的冰川是“亚洲水塔”重要组成部分,可以使下游绿洲地区在干旱年份具有稳定的水源供给,从而保障绿洲地区的生态稳定和社会经济发展。不同地区冰川面积变化资料表明,过去40年间,青藏高原及周边地区冰川经历了普遍的萎缩态势,特别在高原东部和南部的冰川萎缩速率明显较大。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图4)

帕米尔地区发育的冰川

在未来全球升温1.5 ℃的情况下,青藏高原及周边地区将升温2.1±0.1 ℃,这将导致21世纪末青藏高原及周边地区冰川的储冰量减少到目前的64±7%,面积减少到目前的64±8%;若升温达到2℃,则青藏高原及周边地区冰川的储冰量减少比例在中亚地区达80±7%,在青藏高原中西部地区高达98±1%。

冻土

青藏高原现存的多年冻土总面积约为106万平方公里,广泛分布的多年冻土通过独特的水分运移影响着区域水文和水循环过程。在当前气候变暖的影响下,多年冻土发生了广泛的退化,最显著的特点是冻土温度的升高、活动层的加厚,浅表层多年冻土及其中的地下冰逐渐融化。在冻土退化的初期,地下冰融化会导致地表下陷,形成积水洼地,从而打破原有地表水热平衡。洼地不断扩张形成湖泊,但当湖底的多年冻土全部融化之后,冻结层上下的水便会贯通,湖水很可能会被迅速排干。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图5)

阿里地区的积水洼地

青藏高原多年冻土区呈现变暖变湿的特征,冻土活动层底部温度变化平均速率约为每10年0.45 ℃,而活动层厚度的变化率达到了每10年21.7厘米。青藏高原多年冻土年均地下冰融化量总计可达12.7×103 km3水量,活动层若加深25厘米引起的地下冰融水量相当于欧亚大陆北部主要河川径流的增加量。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图6)

青藏高原多年冻土区1980—2018 年

土壤含水量变化(6—8 月)

左:平均值;右:每10年变化趋势)赵林等)

气候变暖背景下,多年冻土退化还会造成多年冻土地面发生长期的沉降形变。青藏高原的五道梁、北麓河地区,多年冻土上限附近地下冰的融化导致了较高的年间沉降量,在五道梁地区年间沉降量可达10.28 mm。

积雪

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图7)

阿里地区积雪厚度

作为亚洲水塔,青藏高原的积雪水储量关系着所在区域及周边区域的生活和灌溉用水,积雪变化影响高原及周边区域的植被生长,是生态环境变化中的关键环节。青藏高原积雪主要集中在横断山脉西侧、念青唐古拉山脉、喜马拉雅山、帕米尔高原、巴颜喀拉山以及祁连山地区。1980~2016年间,除了北部的柴达木盆地和西南部冈底斯山脉和唐古拉山脉之间的降雪较少区域出现零星的降雪增加趋势外,青藏高原大部分区域积雪日数呈逐年递减的趋势,而积雪深度也呈现总体下降趋势。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图8)

青藏高原1980—2016年

湖泊

青藏高原的湖泊众多,总面积约46500 km2,超过全国湖泊总面积的50%。作为“亚洲水塔”的重要组成部分,青藏高原广泛分布的湖泊是地表水汇聚和蒸发过程的重要环节,并且通过湖泊面积、水量及其理化性质和生态条件对气候变化呈现敏感响应。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图9)

圣湖玛旁雍错

随着全球变暖导致的冰雪消融,青藏高原湖泊呈现明显的数量增加和面积增大趋势,80%以上的湖泊在扩张。较上世纪70年代,青藏高原湖泊总面积增长了25.4%。青藏高原中—北部内流区湖泊水位显示明显升高。例如,北部的色林错湖在1979~2017年间水位累计上升14 m,面积则由1667 km2增加到2389 km2,超过纳木错的面积(2026 km2)而成为目前最大的湖。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图10)

色林错湖泊形状对比图

左:1997年12月;右,2010年12月)张建云等)

近期青藏高原湖泊扩张和水量增加的原因主要是降水和冰川融水增加以及蒸发减少等,而冰川融水与蒸发变化则主要受气温变化影响。有模型预测,2016~2025年,气候变化速率若与现在近似的情况下,青藏高原湖泊面积将继续增加4000 km2;而2026~2035年,若气候的温暖湿润程度更加强烈,湖泊可能出现更强的扩张。

河流输沙量

据估计,全球入海的泥沙约有1/3来自青藏高原及其周边地区的大河。因此,青藏高原的河流不仅是重要的水源,同时也是重要的海洋泥沙输移介质。发源于青藏高原的长江、黄河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江等8条河流平均每年从青藏高原输出的径流总量约为1179.2亿立方米,输出的悬移质总量约为1.099亿吨。近50年间,内流水系的叶尔羌河源、疏勒河源、黑河源以及印度洋水系的怒江源径流量和输沙量均显著增加。

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图11)

雅鲁藏布江中游大竹卡河段河谷内淤积的河沙

八条河流气温、降水量、径流量、输沙量

的年际变化率(张凡)

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图12)

亚洲水塔冰川,青藏高原的河流不仅是重要的水源(图13)

雅鲁藏布江源头堆积的沙丘

河床沉积的大量泥沙还是冬、春季多发的沙尘天气的主要源头。例如,雅鲁藏布江中游河谷地区在枯水期水位下降后,河心滩、河漫滩露出水面,以及两侧山体及阶台地上的流动沙丘,在冬春季大风作用下,河谷地区形成沙尘暴,不仅公路、农田、牧场,还造成拉萨贡嘎机场每年被迫间歇性关闭数十日。

青藏高原及其周边地区作为“亚洲水塔”是湖泊、冰川、多年积雪和多年冻土的主要聚集区,是我国乃至亚洲水资源产生、赋存和运移的战略要地。气候的持续升温,已经对青藏高原的冰冻圈产生了极为不利的影响,并直接或间接地导致了青藏高原的水资源可持续发展问题。尽管青藏高原远离我们的居住区,但是人类活动已经成为危及“亚洲水塔”安全的重要影响因素。周边国家必须凝聚共识,通力合作,保护我们的水塔,保护我们共同的家园。

本文相关词条概念解析:

水塔

水塔,主要由水柜、基础和连接两者的支筒或支架组成。一般居民区里蓄水作用,有些还是水厂生产工艺的一个重要组成部分。用于储水和配水的高耸结构,用来保持和调节给水管网中的水量和水压。在工业与民用建筑中,水塔是一种比较常见而又特殊的建筑物。它的施工需要特别精心和讲究技艺,如果施工质量不好,轻则造成永久性渗漏水,重则报废不能使用。水塔按建筑材料分为钢筋混凝土水塔、钢水塔、砖石支筒与钢筋混凝土水柜组合的水塔。

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