全球冰川正在迅速消融
【类型】期刊
【作者】赵宗慈，罗勇，黄建斌（清华大学地球系统科学中心；中国气象局国家气候中心）
【作者单位】清华大学地球系统科学中心；中国气象局国家气候中心
【刊名】气候变化研究进展
【关键词】 气候变化；海平面变化；卫星遥感；glacier；敏感因子；全球海平面；CMIP；全球气候模式；全球变暖；冰原
【资助项】科技部重大项目；国家自然科学基金项目
【ISSN号】1673-1719
【页码】P440-442
【年份】2019
【期号】第6期
【期刊卷】1;|7;|8
【摘要】全球冰川是气候变化的敏感因子,因为冰川的长度、面积、体积与质量等随气候变化(特别是温度和降水)而变化,而冰川的变化直接影响到水资源的供给和海平面的变化,以及人类和动植物的生存与安危。因此,在气候变化的研究中,冰川的变化受到极大的重视。1观测到全球冰川近30年正在迅速消融随着冰川测量的增加以及卫星遥感的发展,有了全球更完整的冰川清单,2013年IPCC第五次评估
【全文】 文献传递
全球冰川正在迅速消融
Global Glaciers are Rapidly Melting
赵宗慈, 罗勇, 黄建斌. 全球冰川正在迅速消融 [J]. 气候变化研究进展, 2015, 11 (6): 440-442
全球冰川是气候变化的敏感因子,因为冰川的长度、面积、体积与质量等随气候变化(特别是温度和降水)而变化,而冰川的变化直接影响到水资源的供给和海平面的变化,以及人类和动植物的生存与安危。因此,在气候变化的研究中,冰川的变化受到极大的重视。
1 观测到全球冰川近30年正在迅速消融
随着冰川测量的增加以及卫星遥感的发展,有了全球更完整的冰川清单,2013年IPCC第五次评估报告(AR5)给出［1-2］,观测到的全球冰川长度、面积、体积和质量明显地减小和收缩,具有很高的可靠性。表1给出全球和19个分区冰川数和面积以及2003—2009年冰川质量盈亏的变化率,从表1得到: (1) 全球冰川数大约168331条,面积约726258 km2; (2) 冰川数最多在中亚,大约30200条,面积最大在南极洲和周边,大约为132267 km2;(3) 2003—2009年除新西兰分区外,其他18个分区冰川质量明显亏损,尤以阿拉斯加、北冰洋加拿大部分、格陵兰、南安第斯山和亚洲山区明显,具有高可靠性。表2给出具有最长观测资料的全球37个参考冰川1980—2014年每10年平均冰川盈亏变化［3］,从表2得到:(1) 近35年全球冰川迅速融化,每10年冰川盈亏都是融化损失更大;(2) 冰川融化随时间加速,例如1980—1989年冰川平均损失221 mm,而2000—2009年冰川平均损失726 mm,最近的5年(2010—2014年)冰川平均损失836 mm。冰川的加速消融,再次佐证全球变暖的事实。
2 预估未来全球冰川继续迅速消融
IPCC AR5指出,从目前冰川范围偏离现在气候状况的平衡表明,即使温度没有继续上升,未来冰川也将继续收缩(高可靠性)［1］。尚未有直接预估未来全球冰川变化的研究,有些研究预估部分冰川的变化,例如预估由于全球变暖,美国国家冰川公园现存的25条冰川将在2020—2030年全部消失,而1850年该地大约有150条冰川①来源于http://www.nrmsc.usgs.gov/。。一般在预估全球海平面上升的计算中,考虑全球冰川的贡献,IPCC AR5给出利用CMIP5模式考虑各种RCP排放路径,预估由于海洋变暖、冰川质量损失以及冰原消融,未来21世纪全球海平面的上升率很可能将超过1971—2010年的观测值［1］。利用CMIP5的全球大气耦合海洋环流模式(AOGCMs)和全球冰川模式预估未来全球冰川对海平面的贡献如表3,注意到:(1) 对于不同的研究者利用不同的冰川模式,考虑多种全球气候模式与4种排放路径,预估全球继续变暖,冰川继续迅速融化,到2099年冰川融化对海平面上升的贡献都在46 mm以上;(2) 对于高排放路径(RCP8.5),冰川融化对海平面上升的贡献最高可达200 mm以上。需要强调指出的是,冰川变化直接影响到水资源的变化与海平面变化以及人类与动植物的生活,因此应重视未来的全球冰川变化。
表1 全球和19个分区冰川数和面积以及2003—2009年平均冰川质量盈亏的变化率[1-2]
Table 1 Global glacier numbers and areas in 19 sub-regions and its total and their mass change rates for 2003-2009[1-2]
注:*这列的数值表示:平均值±95%信度范围值。
2003—2009年冰川质量盈亏率*/(Gt/a)区名 冰川数 冰川面积/km2阿拉斯加加拿大和美国西部加拿大北部北冰洋加拿大南部北冰洋格陵兰冰岛斯瓦尔巴特斯堪的纳维亚俄罗斯北部北冰洋北亚中欧高加索中亚南亚(西)南亚(东)低纬度南安第斯山脉新西兰南极洲和亚南极区全球23112 15073 3318 7342 13880 290 1615 1799 331 4403 3920 1339 30200 22822 14006 2601 15994 3012 3274 168331 89267.0 14503.5 103990.2 40600.7 87125.9 10988.6 33672.9 2833.7 51160.5 3425.6 2058.1 1125.6 64497.0 33862.0 21803.2 2554.7 29361.2 1160.5 132267.4 726258.3 -50±17 -14±3 -33±4 -27±4 -38±7 -10±2 -5±2 -2±0 -11±4 -2±1 -2±0 -1±0 -26±12 -26±12 -26±12 -4±1 -29±10 0±1 -6±10 -259±28
表2 1980—2014年每10年全球37个参考冰川平均盈亏变化(增雪减融失)
Table 2 Global 37 reference glaciermass balance changes (snow gain minus melt loss) for 1980-2014
注:此表来源于http://www.climate.gov/。
冰川盈亏变化/mm -221 -389 -726 -836
时段1980—1989年1990—1999年2000—2009年2010—2014年
表3 用CMIP5的AOGCMs模式和全球冰川模式考虑4种排放路径,预估到2099年相对于2010年全球冰川(不包括南极洲冰原周围的冰川)融化对海平面上升的贡献[1]
Table 3 Projections of global glacier's contribution to the global average sea level rise by global glacier models and AOGCMs of CMIP5 with 4 RCPs in 2099 relative to 2010 (excluding the glaciers surrounding the Antarctic ice sheet)[1]mm
来源RCP2.6 Marzeion等[3]Slangen等[4]Radic′等[5]Giesen等[6]50～125 63～110 RCP4.5 RCP6.0 RCP8.5 46～141 63～145 59～191 65～136 80～170 66～183 108～214 93～239 59～108(A1B)
3 展 望
虽然近些年对冰川长度、面积与体积的变化的观测有较大的进步,但是在冰川的研究中仍存在许多困难和不确定性,包括:冰川资料的质量,观测手段和方法(如站点观测和遥感观测)中的不确定性,预估方法中利用全球模式和冰川模式等方法的不确定性等,这些都有待进一步提高。
参考文献：
[1]IPCC. Climate change 2013: the physical science basis [M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2013: 1308
[2]Gardner A S, Moholdt G, Cogley J G. A reconciled estimate of glacier contributions to sea level rise: 2003 to 2009 [J]. Science, 2013, 340: 852-857
[3]Marzeion B, Jarosch A H, Hofer M. Past and future sea-level changes from the surface mass balance of glaciers [J]. Cryosphere, 2012, 6: 1295-1322
[4]Slangen A B A, van de Wal R S W. An assessment of uncertainties in using volume-area modeling for computing the twenty-first century glacier contribution to sea-level change [J]. Cryosphere, 2011, 5: 673-686
[5]Radic′V, Bliss A, Beedlow A D, et al, Regional and global projections of the 21st century glacier mass changes in response to climate scenarios from global climate models [J]. Clim Dyn, 2013, 42: 37-58. doi: 10.1007/ s00382-013-1719-7
[6]Giesen R H, Oerlemans J. Climate-model induced differences in the 21st century global and regional glacier contributions to sea-level rise [J]. Clim Dyn, 2013, 41: 3283-3300
附表2 中国1961—2012年风速变化二级区划特征值
风速特征值变化趋势带 波动特征区 面积总计/万km2风速测站总数/个风速波动增强站点比例平均风速波动增强速率/((m/ s)/10 a)风速波动减弱站点比例平均风速波动减弱速率/((m/ s)/10 a)平均风速波动特征值/((m/s)/ 10 a)风速波动特征类型I 东北-华北大幅减小趋势带I 149.53852.6%0.0447.4%-0.07-0.015不明显I 2小兴安岭-长白山-三江平原风速波动不明显区大兴安岭-华北平原-黄土高原风速波动减弱区163.68434.8%0.0565.2%-0.12-0.059减弱II 华东-华中中幅减小趋势带II 127.23540.0%0.0460.0%-0.14-0.07减弱II 2淮河流域-赣北-湘东-华北山地风速波动减弱区浙江-上海-江苏-山东半岛风速波动不明显区91.97960.8%0.0539.2%-0.050.0077不明显III 东南小幅减小趋势带III 19.01442.9%0.0457.1%-0.33-0.171减弱III 2南岭丘陵山地-赣南-闽北风速波动减弱区福建-广东沿海风速波动增强区54.25978.0%0.0622.0%-0.090.0242增强IV 西南微幅减小趋势带IV 198.27071.4%0.0528.6%-0.030.0282增强IV 2秦岭东部-鄂西山地-云贵高原风速波动增强区秦岭西部山地-四川盆地-横断山区风速波动不明显区56.74971.4%0.0328.6%-0.020.02不明显V 西北小幅减小趋势带V 1169.87537.3%0.0462.7%-0.06-0.024减弱V 2新疆北部山地-祁连山-内蒙古高原风速波动减弱区新疆南部山地风速波动增强区70.9977.8%0.0422.2%-0.010.0271增强VI 青藏高原风速增加趋势带VI 173.22100.0%-0.11-0.112减弱VI 2青藏高原东南部风速波动减弱区青藏高原西北部风速波动不明显区79.220 50.0% 0.0450.0%-0.07-0.013不明显
doi：10.3969/j.issn.1673-1719.2015.06.008
资助项目：科技部重大项目（2013CBA01805）；匡家自然科学基金项目（41305054）