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1、冰冻圈变化对我国的影响及对策【字体：大中小】2009-09-16 08:15:37来源：中国气象报社中科院寒区旱区环境与工程研究所 丁永建冰冻圈是指地球表层存在的固态水体。全球范围主要由两极冰盖、海冰、山地冰川、冻土、积雪、湖冰、河冰等组成。我国冰雪冻土分布广泛，其与我国社会经济发展具有密切关系。过去几十年来我国冰冻圈的变化据最新研究显示，所调查的近2万平方公里冰川中，过去40多年间总体处于面积缩小状态，缩小比例为7.4，其中伊犁河流域、准噶尔盆地、雅鲁藏布江上游区等冰川萎缩最明显，萎缩比例在18以上。典型地区野外调查和监测表明，一些冰川过去3040年间厚度减薄超过30米。过去几十年来，我国以
2、青藏高原为主体的多年冻土发生了显著变化，这种变化主要表现在两方面，一方面是冻土温度普遍上升，原来较低的冻土温度变得较高；另一方面，冻土变化表现在冻土的直接退化，例如，自1975年以来，青藏高原多年冻土北界西大滩附近的多年冻土面积减小12%，南界附近安多两道河公路两侧2千米范围内多年冻土面积缩小35.6。近几十年来中国积雪总体上表现为增加趋势。其中青藏高原弱减少、东北变化不显著、新疆增加显著。冰冻圈变化对我国的影响冰川变化对我国水资源的影响：冰川变化已经对我国西部的江、河、湖、沼已产生了明显影响。研究表明，近十几年新疆出山径流显著，最高增幅可达40%。据观测分析，乌鲁木齐河源区径流增加的70%来
3、自于冰川加速消融补给，南疆阿克苏河近十几年径流增加的三分之一左右来源于冰川径流增加。长江源区冰川径流1990以来，相对于19611990年河川径流减少13.9%，而冰川径流则增加了15.2。我国科学家预估，未来50年我国西部冰川将普遍退缩，冰川面积平均将减少近30%，这些结果表明，冰川退缩将会对山区水资源变化带来巨大影响。冻土变化对生态、工程的影响：冻土退化对我国生态、水文、气候及工程均有重要影响。近几十年青藏高原多年冻土由于退化每年释放的水量达到50110亿立方米，加上冻土每年冻融过程参与到水循环中的水量，其对水文、生态和气候的影响十分显著。据研究，长江黄河源区19672008年，与多年冻土
4、关系密切的高覆盖草甸减少了近20%，沼泽湿地面积减少32%，而与冻土活动层关系不太密切的高覆盖高寒草原只减少了8%。山区和东北地区多年冻土边缘区退化对生态的影响也十分显著。冻土变化对工程建筑具有重要影响。过去十年来，由于冻胀和融沉破坏，青藏公路、东北冻土区铁路破坏率在30%以上，青藏公路已经进行了多次全线性大规模的整修。积雪变化对水文与气候的影响：积雪变化对我国北方春季旱情有重要影响。过去十几年来，我国北方广大积雪区春季径流总体上均是增加的，因此，这些地区总体上没有发生大的春旱现象(由于冬季积雪偏少，2009年出现了大范围春旱)。积雪变化与我国气候变化有密切关系。研究表明，1980年到2001
5、年间发生的长江中下游洪涝灾害,有65%和青藏高原前一个冬季的积雪大面积增加有关。1998年长江洪水和2006年川渝大旱均青藏高原积雪因素的影响存在。模拟表明，在气候模式中考虑积雪和冻土因素，可提高气候模式的模拟准确度。我国应对冰冻圈变化影响的若干建议以山区水库取代平原水库，增强山区水源调蓄功能：以山区水库拦蓄冰川融水，并取代干旱区平原水库，提高水资源调节和利用效率。在冰冻圈作用区未来重大工程建设中必须考虑气候变化影响因素：实践表明，在冰冻圈作用区进行重要工程建设，预先考虑气候变化的影响，将对工程长期稳定运行起到未雨绸缪作用。青藏铁路建设在此方面提供了成功的借鉴。加强冰冻圈监测，构建地空一体的冰
6、冻圈监测体系：在完善地面监测的同时，建议相关资源环境卫星中，研发针对我国山地冰川和青藏高原积雪的传感器，以便形成能满足我国冰冻圈研究和应用需要的、以地面监测和遥感监测为一体的监测体系。以我国为主导，推动高亚洲冰冻圈变化应对体系建设。以青藏高原为主体及周边相邻山系构成的所谓“高亚洲”地区是全球中、低纬度冰冻圈最发育的地区，冰冻圈的变化不仅影响到本国，也影响到相邻国家。通过“上合组织”和“中国-南亚”对话机制，构建以我为中心的冰冻圈变化应对体系，不仅有利于中国应对冰冻圈变化的影响，也将促进我国与周边国家的科技合作，在国际对话中掌握第一手资料，取得主动。（丁永建，寒区旱区研究所研究员，博士生导师，副
7、所长。主要从事冰川、寒区水文与水资源、寒旱区环境与全球变化研究。长期在西部工作，对我国寒区和旱区气候环境、生态环境和水文水资源有着广泛和深入地研究。）据该项目首席科学家、中国科学院院士秦大河介绍，我国是中、低纬度地区冰冻圈最发育的国家，冰川面积达59425平方公里，占全球中、低纬度冰川面积的50%以上；多年冻土区面积约2200000平方公里；稳定季节积雪区面积4200000平方公里。冰川冰储量5600立方公里，多年冻土地下冰储量达9500立方公里。冰川、积雪年融水量达1360108m3；估计多年冻土区参与冻融过程的水当量平均约400mm左右。近百年来，我国冰冻圈显著萎缩，已对区域气候、水资源、
8、生态与环境产生了重大影响，在未来全球气候变暖背景下，随着冰冻圈萎缩加剧，对气候和环境的影响也将更为突出。主要表现在以下三个方面：一是冰冻圈变化对我国的水资源安全有突出影响，制定科学的西部水资源可持续利用对策、掌握国际河流水资源谈判主动权，迫切需要定量评估冰冻圈变化的未来趋势及其对水资源的影响；二是冰冻圈是维系我国西部高寒和干旱区生态系统稳定的基本保障，冰冻圈变化对我国西部生态安全的威胁日益凸显。制定科学的生态保护与治理对策，迫切需要研究和评估冰冻圈变化对生态系统的影响；三是冰冻圈是气候系统的重要组成部分，我国作为中低纬度冰冻圈最发育的国家，其变化对我国及周边地区气候有重要影响。为了提升我国气候
9、预测能力、减轻自然灾害，迫切需要发展冰冻圈气候模式。“冰冻圈”是指地球表层由山地冰川、极地冰盖、积雪、冻土、海冰等固态水组成的圈层，由于其对气候的高度敏感性和重要的反馈作用而备受关注，从而与大气圈、水圈、岩石圈（陆地表层）、生物圈一起被认为是影响气候系统的五大圈层。我国冰冻圈的主体为冰川、冻土和积雪，分布范围广泛，不仅有重要的气候效应，还是维系干旱区绿洲经济发展和确保寒区生态系统稳定的重要水源保障。冰冻圈的未来变化对西部生态与环境安全和水资源持续利用，以及对我国及周边地区气候都有着重要影响。近百年来，我国冰冻圈显著萎缩，已对区域气候、水资源、生态与环境产生了重大影响。我国青藏高原冰冻圈也是国际
10、关注热点之一。1.冰冻圈对气候的影响与反馈作用介绍海冰、积雪、冻土对全球和区域气候的影响及其机理；极地海洋/海冰/大气相互作用的观测与模拟；全球气候模式中冰冻圈因子的描述。2.冰冻圈与生态系统的相互作用冰冻圈变化对寒区生态的影响，青藏高原生态屏障建设与冰冻圈的关系；冰冻圈变化与干旱区绿洲变迁，中国西北干旱区冰川-径流-绿洲系统对区域可持续发展的重要性；冰冻圈与大气圈、水圈、岩石圈、生物圈一起,被认为是影响气候系统的五大圈层。在全球变暖导致冰冻圈加速萎缩的现实背景下，国际上冰冻圈的研究已受到前所未有的重视，成为气候系统研究中最活跃的领域之一。也是当前全球变化和可持续发展研究领域关注的热点。作为冰
11、冻圈发育大国，我国的冰冻圈研究不仅具有科学上的重要性，而且显示出其在国家战略需求上的紧迫性。冰冻圈是指地球表层由冰川、极地冰盖、积雪、冻土、海（湖、河）冰等固态水组成的圈层。冰冻圈科学主要研究冰冻圈各组成部分形成、演化的内在机理与过程以及与其他圈层之间的相互作用。什么是冰冻圈冰冻圈，是指地球表面水以固态形式存在的部分，包括所有种类的冰、雪和冻结土，如冰川（包括山地冰川、冰帽、极地冰盖、冰架等）、积雪、冻土（多年冻土和季节冻土）、海冰、河冰、湖冰等。研究冰冻圈各组成部分的各种特性、生消过程、演化机理、古环境记录、与其他圈层相互作用以及对人类社会的影响等，均属于冰冻圈科学的范畴。冰冻圈由于对气候的
12、高度敏感性和重要的反馈作用而与大气圈、水圈、岩石圈（陆地表层）、生物圈一起，被认为是影响气候系统的五大圈层。人类活动引起的全球气候系统变暖已成为21世纪全球可持续发展的一个重大问题。IPCC(政府间气候变化专门委员会)第四次评估报告明确指出：在过去的一个多世纪中，100年（1906-2005）里全球平均地表温度上升了0.74摄氏度，与此同时，海水温度升高、大范围积雪融化、冰川退缩以及海平面上升等都表明气候系统的变暖是毋庸置疑的，而人类活动“很可能”是气候系统变暖的主要原因。地球表层发育的冰川（盖）、积雪、冻土、江、河、湖、海冰，以及大气圈中的固态水组成了地球冰冻圈。我国冰冻圈分布广泛，不仅有重
13、要的气候效应，还是干旱区和绿洲经济发展以及保障寒区生态系统稳定的重要水源，关系到西部大开发战略实施和国家重大工程建设的安全。中国冰冻圈还是亚洲的源头区域，直接滋润着流域内27亿人口。在全球变暖、冰冻圈退缩的背景下，冰冻圈科学受到前所未有的重视，已成为国际气候系统及全球变化研究中最活跃的领域之一，也是当前全球变化和可持续发展研究领域关注的热点。21世纪初期启动了世界气候研究计划（WCRP）新的核心计划气候与冰冻圈计划（CliC,ClimateandCryosphere），我国是WCRP/CliC计划的主要发起国之一。将冰冻圈视为一个整体，通过多学科交叉、新技术应用、重大计划推动，开展全球尺度的系
14、统性、集成性研究已成国际趋势。世界气候研究核心计划过去半个多世纪，国际冰冻圈研究在如下领域获得了较大进展：大尺度冰川（盖）、积雪、海冰、冻土变化的监测与归因；雪冰下垫面与大气相互作用模拟；冰川/盖与海平面变化的测算与模拟；南北极海冰与气候变化的诊断与模拟；全球变暖现实条件和未来情景下的冰川动力学（包括西南极冰盖和格陵兰冰盖的稳定性）及其影响评估；冰川快速崩解（融化）与大洋传输带停滞以及气候突变的关系、长序列江/河/湖冰变化及其对气候变化的响应、冰芯及其他寒区介质中的气候与环境记录等。21世纪初期启动了世界气候研究计划（WCRP）新的核心计划气候与冰冻圈计划（CliC,ClimateandCry
15、osphere），CliC计划的启动是冰冻圈研究成为国际热点的标志。CliC确立了国际冰冻圈研究的四大领域：陆地冰冻圈与寒区水文气象、冰川（盖、帽）与海平面变化、海洋冰冻圈与高纬海洋-大气相互作用关系、冰冻圈与全球气候变化的联系。我国是WCRP/CliC计划的主要发起国之一，并在国际上率先成立了WCRP/CliC国家委员会，下设9个专业工作组，分别是冰川/冻土工作组、寒区水文工作组、气候与寒区海洋/陆地生态工作组、海冰/海洋/大气相互作用工作组、冰冻圈遥感探测与数据库工作组、冰冻圈变化与气候预测工作组、寒区经济社会可持续发展组、冰冻圈变化对寒区工程影响评价工作组、影响减缓/适应综合评估工作组，凝聚了我国冰冻圈研究队伍的中坚力量。将冰冻圈视为一个整体，通过多学科交叉、新技术应用、重大计划推动，开展全球尺度的系统性、集成性研究已成国际趋势。国际科学联盟和世界气象组织联合发起的国际极地年计划（IPY20072008），强调通过国际合作、多学科交叉，在极地地区建立完善的观测体系的基础上，增强对极地与全球关系的认知。全球陆地冰空间观测计划（CLIMS）则通过遥感技术对全球冰川变化进行动态监测，评估其影响；国际横穿南极科学考察计划（ITASE）和国际冰芯研究伙伴计划（IPICS）则正在计划更精细化和
