佳文赏析 | 现实世界中的“千年寒冰”：关于冰川的那些事
八一冰川（王炎强）
天山一号冰川（赵军）
武侠小说中，我们经常会看到有人受伤时需要用千年寒冰来疗伤，那么现实世界中真的有千年寒冰存在吗？答案是肯定的。现实世界中，不仅有千年寒冰，更有上万年的寒冰，只不过这些寒冰没有小说中描述的治伤、遇火不化等功能罢了。冰川就是现实世界中的“千年寒冰”，是多年存在于极地或者高山地区地表上、并具有沿地面运动状态的天然冰体。西北师范大学赵军教授的团队基于冰川变化展开了一系列研究，并在《自然资源学报》2019年第4期发表了《1977-2017年萨吾尔山冰川变化及其对气候变化的响应》一文，让我们随作者一起走进冰川的世界。
（原文请到中国知网下载阅读）
冰川对于我们人类而言有什么作用，或者说它与人类生存活动的哪些方面有关系呢？
大家都知道水是生命之源，哪里有水，哪里就有生命，一切生命活动都是起源于水的，而人类更是需要淡水来维持生存。在地球上，人类赖以生存的淡水资源约2.80×107 km3，其中85%就存储在冰川中。因此，冰川是自然界十分重要且极具潜力的淡水资源，山地冰川就被誉为“高山固体水库”。冰川的积累和消融通过山区径流的变化调剂着水资源的分配，在气候变暖时期，冰川会消耗自身的库存来补充减少的河川径流。就局部地区而言，冰川在很大程度上决定了当地的水资源供给模式。
冰川和海平面变化有着直接的关系。近百年来，全球变暖已成为不争的事实。据政府间气候变化专业委员会（IPCC）的评估报告，在过去130年（1880-2012年）间，全球地表平均温度上升了0.85 ℃；积雪和海冰面积减少、海平面上升，这些都与全球变暖的趋势相一致。尽管海平面上升的原因还不是十分清楚，但目前比较一致的观点认为，海水的热膨胀和冰体（冰川和极地冰盖）融化是最主要的影响因素。从全球尺度来讲，海平面上升的部分因素归因于冰川的大规模退缩。随着全球变暖，山地冰川和冰盖都发生了退缩，产生大量融水汇入海洋，引起海平面上升。
尽管冰川消融能提供大量的淡水资源，给社会带来一定的经济效益，但冰川的消融和运动同样会引发重大的自然灾害，如冰湖溃决、冰川泥石流以及冰川洪水等。随着全球气候变暖，山区工矿资源的开发利用，公路、铁路、水电站的建设和旅游业的发展，冰川灾害日益突显并呈现加剧趋势。其中，冰湖溃决导致的洪水和泥石流是冰川灾害的主要形式。冰湖溃决往往具有突发性强、频率低、洪峰高、暴涨暴落、破坏力极强及灾害波及范围广等特点。
冰川是一种特别的自然景观。与地球上其他的景观和风光相比，冰川以洁白的身姿、壮美的形态、清新的空气、梦幻的意境和遗世独立的风情更胜一筹。登上冰川，不仅能获得精神上的满足，更是对体力、意志和胆量的极大考验，冰川作为旅游资源已有百余年历史，目前国外许多冰川区已成为旅游胜地，如瑞士的阿尔卑斯山冰川公园、美国洛基山的沃尔屯冰川国际和平公园、阿根廷的哥莱西瑞斯冰川公园等等。我国的冰川资源较为丰富，旅游开发空间潜力巨大，现在已经开发的主要有云南玉龙雪山白水河1号冰川、西藏绒布冰川、四川贡嘎山海螺沟冰川等。
在这里，我们只是简要介绍了冰川在水资源、海平面变化、自然灾害以及旅游等方面的知识，实际生活中冰川还在很多方面与我们息息相关。因此，我们应该对冰川变化情况给予足够的关注。
冰川往往位于海拔较高、地势险峻、交通不便的地方，因此到达十分困难，对冰川进行观测和研究更加艰难。遥感技术的出现对于冰川研究领域具有里程碑的意义。
遥感是一种将相机等传感器搭载在卫星、飞机等平台上，收集来自地表的电磁波信息，通过处理、分析达到识别地物性质的现代科学和技术。遥感具有观测的范围广、获取的信息量大、可重复观测和不受地面条件限制等优点，已在冰川监测和研究中得到应用，卫星遥感和无人机遥感尤其受到重视。
早期的冰川研究都是以实地测量为主，自20世纪30年代航空相片的出现，使得传统测量方式被逐步替代。随着航空航天技术以及卫星观测技术的不断进步，遥感在冰川学领域的应用也越来越广泛。从21世纪开始，卫星遥感技术革命式进步，获得的卫星影像和遥感数据开始向高空间分辨率和高时间分辨率迈进。丰富的数据资源、多元化的现代技术为冰川监测和研究提供了强有力的数据支持和技术保障。
利用遥感影像提取的萨吾尔山冰川边界
萨吾尔山东西横跨中哈两国，是天山和阿尔泰山脉中部的过渡段。该山脉不仅是新疆内陆与北冰洋水系极为明显的分水岭，还是准噶尔盆地西部山地中最北部最高的一条山脉。研究表明，受典型西风系统和印度季风控制的喜马拉雅地区冰川退缩，西风地区的喀拉昆仑、西昆仑地区的冰川变化异常，近年来东帕米尔高原和西藏地区冰川还出现了冰崩情况。所以，尽管萨吾尔山地区冰川与其他很多地方的冰川相比面积并不大，但是萨吾尔山地区作为受西风带北支控制的地区，研究这一地区的冰川变化对认识中国西部地区冰川变化的格局和揭示冰川变化的成因机制都有着重要的科学意义。
萨吾尔山冰川（刘峰摄）
萨吾尔山冰川边界变化（1977-2017年）
注：2017年影像中冰川缺少处用其他参考影像补充提取
在全球气候变暖的大背景下，大多数冰川都呈现出退缩趋势。但还有这样一种冰川存在，即冰川会周期性的异常快速滑动，这种现象称作冰川跃动。发生跃动的冰川在跃动时期则呈现出前进趋势。冰川跃动周期的长短通常为数年到数十年，有个别情况则更长。跃动期间大量冰体由积蓄区向下输送到接收区，并伴有大量融水，对冰川本身及周围环境产生重要影响，且可诱发冰川灾害。
在北美西部发现了204条跃动冰川，大部分是在阿拉斯加与育空地区的边界附近。在亚洲已发现的跃动冰川，分布在帕米尔高原的有40多条，天山山脉21条，7条分布在高加索地区，勘察加有1条。据统计世界上90%的冰川跃动事件发生在中巴喀喇昆仑地区和上述北美阿拉斯加至育空地区。在中国范围内的东帕米尔高原昆盖山、木孜塔格峰、喀喇昆仑山、南迦巴瓦峰等地区均发现跃动冰川。
冰川变化与气候变化是
如何响应的？
冰川变化通常受到地理位置、地形条件的影响，但气候变化是其变化的最重要原因，而在气候变化中，与冰川进退变化关系最为密切的则是气温和降水。
现在全球气温正处于一种缓步上升的状态，气温上升则会引起冰川的消融加剧。若要弥补由于升温造成的物质亏损，在气温每升高1 ℃的情景下，降水量需要增加25%或35%；夏季气温升高1 ℃，如保持平衡线不变，需要固态降水增加幅度大都在年降水量的40%以上，甚至需增加约1倍。但实际上虽然大多数冰川地区的降水量可能有所增加，但仍无法弥补由于气温升高造成的冰川消融。
就萨吾尔山地区冰川而言，该地区正处于气温上升期和降水增加期，但降水量增幅预期较小，所以可以推断，在未来该地区冰川还将进一步退缩。
山顶风景独好冰川大多处于高寒、人迹罕至的位置，车所及位置通常距离观测地点还有很远，经常需要天微亮时出发，行至车不能行驶的地方时，我们就要背上仪器与食物，徒步到达，经过一天的冰川观测，直至天黑时才能返回休息地，有时甚至需要在野外搭帐篷过夜。回想自己从刚接触冰川时的兴奋、激动，到后来由于身体原因想要放弃，再到咬牙坚持，直至最终战胜自己、爱上冰川的心路历程，我很感激冰川带给我的前所未有的体验和收获，在它的陪伴下自己的精神一点点地强大起来。
冰川研究事业在不断前进，从事冰川研究的人也在不断更替。但我们从老师身上传承的能吃苦、不服输、克服它、战胜它的精神，将伴随我们去迎接并解决生活中的每一个难题。山顶风景独好，但它迎接的是能够克服重重险阻、最终抵达之人。愿所有人可以战胜生活中的种种困难，从而欣赏属于自己的美好风景。
① 冰川反照率观测
② 观测结束后的我们（李忠勤摄）
作者简介
王炎强，山西运城人，西北师范大学地理与环境科学学院地图学与地理信息系统专业博士研究生，主要从事冰冻圈遥感及GIS应用研究，读博期间参与多项国家自然科学基金课题。E-mail: wyyq0203@163.com。
赵军，山西河津人，博士，教授，博士研究生导师，西北师范大学学位评定委员会副主任兼学位评定委员会办公室主任，甘肃省地名研究中心主任，甘肃省测绘工程技术研究中心专家指导委员会主任；兼任中国地理学会地图学与地理信息系统专业委员会副主任，中国地理信息产业协会教育与科普工作委员会副主任，甘肃省地理学会副理事长，甘肃省遥感学会副理事长，《遥感技术与应用》、《干旱区资源与环境》编委，《全国高校地理信息科学教学丛书》编委；甘肃省教学名师，甘肃省第二层次领军人才。长期从事地图学与地理信息系统专业教学科研工作，主要研究方向为环境遥感与GIS应用，先后参与了中国西部主要冰川作用中心冰量变化调查、中国西北山区雪面短波净辐射遥感估算研究、天山托木尔峰地区冰川对气候变化的响应过程等研究项目，开展了一些冰冻圈遥感方面的研究工作。E-mail: zhaojun@nwnu.edu.cn。
李忠勤，博士，研究员，博士生导师，中国科学院天山冰川观测试验站站长，阿尔泰山冰川积雪与环境观测研究站站长，世界冰川监测服务处（WGMS）中国通讯员，西北师范大学特聘教授。主持国家自然科学基金重点项目、面上项目、中国科学院重要方向项目、科技部基础研究项目课题等共计30余项；获得甘肃省自然科学一等奖、新疆维吾尔自治区科技进步一等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、国家自然科学四等奖、中国科学院十大杰出青年奖等10余项奖励和荣誉；培养硕士、博士研究生50余名，发表论文270余篇，其中第一作者或通讯作者发表SCI论文30余篇，主编或参与撰写的专（编）著10余部。E-mail: lizq@lzb.ac.cn。
-The End-
来源：自然资源学报
整理：张辰华
责任编辑：张英浩
审核：任宇飞 王冠 王波涛
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