游客在阿根廷圣克魯斯省觀賞佩里托莫雷諾冰川。新華社/法新
3月21日，全球首個世界冰川日。
冰川是地球淡水資源的重要組成部分，不僅為數十億人提供飲用水和灌溉水源，還在調節全球氣候、維持生物多樣性方面發揮著不可替代的作用。然而，隨著全球氣候變暖，冰川正以驚人的速度消融，不僅威脅著全球生態系統，還對人類社會的可持續發展構成嚴峻挑戰。2022年12月，聯合國大會通過決議，將2025年確定為國際冰川保護年，從2025年起每年的3月21日為世界冰川日，旨在提高公眾的冰川保護意識，呼吁全球采取行動，應對氣候變化對冰川和生態環境的威脅，共同守衛地球的“白色寶藏”。
全球冰川正以驚人速度融化
冰川，是由固態降水積累、演化形成的流動冰體。全球現代冰川（包括冰蓋和山地冰川）總面積約為1480萬平方公里，占地球陸地面積的10%左右，儲備著全球約70%的淡水資源。目前，南極冰蓋和格陵蘭冰蓋都是由面積大于5萬平方公里的冰川組成。其中，南極冰蓋是目前最大的冰蓋，占地球上90%的冰儲量，全部融化將導致海平面升高約58.3米。除冰蓋外，全球山地冰川總面積約為70萬平方公里，其中北極、北美洲西部和青藏高原是全球最主要的山地冰川分布區。
當前，全球冰川正以驚人的速度融化。英國《自然》雜志近期發表的最新研究顯示，2000年至2023年間，全球冰川物質減少了約5%，約為6.542萬億噸。不僅如此，冰川融化還在持續加速，2012年至2023年間，全球冰川的平均物質減少與2000年至2011年間相比增加了36%左右。2023年一年，全球冰川物質減少量甚至達到5480億噸。
世界上絕大部分地方的冰川和冰蓋都在萎縮。2009年，位于安第斯山脈的恰卡塔雅冰川消失；2023年，委內瑞拉失去了最后一座冰川——拉科羅納冰川。過去20來年，歐洲中部損失了39%的冰川。預計到2100年，若升溫4攝氏度，全球超過80%的冰川都將消失。在整體萎縮的趨勢中，也存在時間和地區上的差異。比如，阿拉斯加、冰島和喀喇昆侖的部分冰川，近年來出現了冰川躍動現象，即冰川周期性地在較短時間內發生快速運動的現象，看起來像是冰川在“增長”，但隨后可能會出現數年的消退。
冰川為什么在加速消融？
從地球地質歷史的宏大尺度來看，當前，我們正處于末次冰期結束后的全新世間冰期。在距今約2萬年的末次冰盛期，古冰川占陸地面積達1/4左右，遠非現代冰川可以比擬，這是氣候自然變化的結果。但現在，氣候變化越來越多受到人類活動的影響，在較短時間尺度上驅動了冰川的快速消融。2023年，聯合國政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告指出，全球平均氣溫已比工業化前水平上升了約1.1攝氏度。冰川對氣溫變化極為敏感，氣溫升高直接導致冰川融化的速度加快。人類活動導致的氣候變暖很可能是20世紀90年代以來全球冰川普遍萎縮的主要影響因素。
除了氣溫持續升高，其他因素也能夠直接影響冰川變化的過程。比如，人類活動產生的黑碳（含碳物質不完全燃燒的產物）等吸光性氣溶膠沉降到冰川表面后，會使冰川表面暗化，降低反照率，輻射吸收增加，進而加速冰川消融。同時，冰川表面的藻類物質也會產生類似作用。此外，冰川表面的表磧物（粒徑變化較大的混雜物質）在較薄時會加速消融，但隨著厚度增加，其影響會逐漸減小，甚至轉為阻擋輻射進入冰體，減緩冰川消融。這些因素已經并將繼續導致部分地區冰川變化過程發生改變。
引發生態環境多米諾骨牌效應
冰川對氣候變化敏感，是氣候變化可靠的指示器和預警器。據世界氣象組織公布的數據，全球有超過27.5萬條冰川，它們不僅支撐著全球大量人口的生計，還在穩定生態環境方面發揮著重要作用，冰川消融的影響無比深遠。
冰川消融會引發水資源危機。冰川融水是許多河流的重要補給源，尤其在干旱地區，其對內陸河流的調節作用至關重要。南美洲秘魯的圣塔河流域是全球冰川融水貢獻率最高的水文流域之一。在圣塔河上游的科迪勒拉布蘭卡冰川區，冰川融水貢獻了全年徑流量的約58%，旱季占比甚至超過66%，對年徑流特別是枯水期的影響巨大。該流域高度依賴冰川融水來支撐農業和城市用水，但隨著冰川萎縮，長期流量減少，危機已經顯現。
冰川消融直接導致海平面上升。數據顯示，北極變暖的速度是全球平均水平的4倍，這一現象被稱為“北極放大效應”。格陵蘭冰蓋目前是近半個世紀以來全球平均海平面上升的最大單一貢獻源。據測算，格陵蘭冰蓋全部融化可使海平面上升約7米。目前全球約有6.8億人生活在沿海低地地區，海平面上升使這些地區面臨被淹沒、海水倒灌等風險。同時，海平面上升還會加劇海岸侵蝕，破壞沿海生態系統和基礎設施。
冰川消融對生態系統的影響不容忽視。冰川消融會改變河流和湖泊的生態系統，影響魚類和其他水生生物的生存。此外，冰川的持續消融還會導致冰川自身失穩，對外界影響更加敏感，加劇冰川災害及其次生災害鏈的頻度和強度。冰川退縮后形成的冰湖，很容易發生潰決形成洪水災害。2024年美國阿拉斯加州首府朱諾市的知名景點——門登霍爾冰川就因加速融化，導致當地遭遇洪水災害。
冰川還承載著豐富的文化內涵和精神意義。冰川消融對高山社區的文化和精神生活產生了重大影響。海平面上升、水資源短缺及冰川災害鏈風險加劇可能導致氣候移民，增加社會不穩定性和沖突風險。盡管冰川消融發生在偏遠的高山區，但作為氣候變化的前哨，其影響最終將蔓延至山谷、沿海和城市，關乎我們每一個人的未來。
加強冰川保護刻不容緩
面對冰川消融的嚴峻形勢，2024年8月，聯合國大會通過決議，宣布2025年—2034年為“冰凍圈科學行動十年”。這一倡議致力于從冰凍圈變化監測、數據規范和共享、影響的量化分析到應對保護的全鏈條推進。
冰川保護的核心是“節流”，減少溫室氣體排放、控制全球增溫是構建長效舉措的核心。《巴黎協定》設定了控溫目標，但仍缺乏有效的監督和執行機制。此外，黑碳減排、控制并降低沙塵傳播也是緩解冰川消融的重要方式。同時，通過植樹造林、沙障固沙等生態工程抑制沙漠化及沙塵傳輸，也可有效減緩冰川消融、提升冰川融水調節功能的可持續性。
冰川保護也離不開“開源”，即在山系或流域尺度，開展人工增雪并構建評估體系。相較溫控、減排降塵，人工增雪可在短期、區域尺度上產生保護效果。對瑞士莫特拉奇冰川的模擬研究認為，在當前溫室氣體排放量下，人工增雪可以顯著降低冰川融化速度。人工增雪的效果評估優化是長期工作，涉及多學科交叉，形成評估體系亦是當前工作的重點。
冰川保護還需要科技“助力”。在科研前沿領域，人工屏障技術正成為一種重要手段。通過在冰川底部或周圍建造堤壩或人工島，抑或在冰川底部建造高效的排水系統將冰床下的水排出或凍結，可以有效阻止暖水進入和留在冰川底部，減少冰川底部的消融速度。例如，在格陵蘭島的部分冰川區域，科學家通過建造小型人工屏障，成功減緩了冰川的消融速度，為冰川保護提供了新思路。
科學家還研發出冰川“防曬”技術——多種納米材料和表面覆膜技術。這些蓋在冰川上的“被子”可以反射更多的太陽輻射，減少冰川對熱量的吸收，從而減緩冰川的消融速度。例如，空心玻璃微球覆膜技術已在一些山區冰川上進行了應用，結果顯示，這種含有微小且中空圓球狀粉末的覆膜可以顯著提高冰川表面反照率，減少冰川的季節性消融。不過，這一方法成本較高、覆蓋面積有限，還存在微塑料污染等環境風險，僅適用于個別小規模、有商業價值的冰川。
除了保護措施，對冰川的同步監測同樣重要。面對冰川地區復雜的地形和變幻莫測的天氣狀況，需要將多種監測技術結合，以獲取精準的數據。目前，無人機與衛星遙感已成為精準監測的“千里眼”。衛星遙感技術可以幫助人類更高效、更全面地監測冰川的變化。無人機可以在低空對冰川進行近距離觀測，獲取高分辨率的圖像和數據。
（作者分別為中國科學院、水利部成都山地災害與環境研究所所長，中國科學院西北生態環境資源研究院研究員）
（責任編輯：梁艷）
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