探索地球之巅:近50年珠峰升温速率为全球的2倍,冰川融化了近1/3

作者: 康世昌,等

来源: 自然杂志

发布日期: 2021-01-06 20:13:19

珠峰地区自20世纪50年代末期以来持续变暖,升温幅度与青藏高原的平均值相当,冰川显著退缩,冰湖面积急剧扩张,径流量增大,反映了冰川和水文过程对全球变暖的响应。珠峰地区的大气环境与全球偏远地区相当,但自工业革命以来,人类来源的重金属、持久性有机污染物等显著增加,黑碳浓度也在1970年以来显著增加,导致冰川加速消融。珠峰地区植被指数自20世纪80年代开始呈上升趋势,2000年之后略有降低,草原返青期提前,生长期延长,净初级生产力总体呈增加态势。

世界第一高峰珠穆朗玛峰(珠峰),是全球气候与环境变化研究的焦点与热点区域。自20世纪50年代末期以来,在珠峰地区已经开展了多次综合考察,并建立了定位观测研究站。近60年来,珠峰地区持续变暖,升温幅度与青藏高原的平均值相当,降水变化趋势不明显。珠峰地区是冰川集中分布区,近期冰川显著退缩,冰湖面积急剧扩张,径流量增大,反映了冰川和水文过程对全球变暖的响应。受到升温影响,珠峰地区的植被有变绿趋势。

工业革命以来,珠峰地区受到跨境大气污染物传输的影响,也凸显了冰川消融导致的污染物二次释放的潜在风险。

珠峰地区位于中国与尼泊尔边界,南坡降雨充沛、植被繁茂,北坡降水稀少、植被稀疏。珠峰地区冰川广布,是重要的淡水资源宝库,也是气候环境变化的敏感地区。人类对于珠峰的探索从未停止,从清康熙五十六年(1717年)珠峰被发现以来,作为地球之巅的珠峰吸引着无数人前赴后继进行探险和科学研究。

1953年,人们第一次从南坡登顶珠峰;1960年5月25日,人类才首次实现了从北坡攀登珠峰的夙愿。自此,我国开展珠峰登山探险与科考整整60年。在气候变化的背景下,珠峰地区气候环境变化如何?产生了哪些影响?

自新中国建立以来,我国科学家对珠峰地区持续开展了科学考察研究,中国科学院在历次珠峰科考中发挥了中坚主导作用。

1949年,我国草测的珠峰地形图标记了珠峰的位置与地形;1958—1960年,中国科学院和原国家体委组织中国珠穆朗玛峰登山科学考察队,完成了以珠峰为中心的海拔2500~6500m范围内的地质、地貌、测量、气象、水文、冰川、地层、岩石、土壤、植物以及动物等的科学考察,编写出版了《珠穆朗玛峰地区科学考察报告》,这次科考为我国首次登顶珠峰提供了气象观测和预报等科学保障。

20世纪以来,青藏高原整体上气候快速变暖,而且近50年来的变暖超过全球同期平均升温率的2倍,达到每10年0.3~0.4 ℃。同期珠峰地区平均升温率约为每10年0.33 ℃,与青藏高原平均水平接近;冬季升温率可达每10年0.39℃;降水变化趋势不明显。利用动力降尺度方法预估的珠峰地区未来气候变化显示,珠峰地区2090—2099年相对于1996—2005年的冬季和夏季平均气温均表现为一致升高。

在典型浓度路径(RCP)4.5情景下,年均气温升高1.2~2.4 ℃,升温幅度呈由南向北递增的趋势,北部气温升高为1.8~2.4 ℃;在RCP8.5情景下,珠峰地区升温幅度更为显著,整个地区年均气温升高3℃以上,升温高值位于北部,范围在4.2~4.8 ℃。

珠峰地区冰川整体萎缩,1970—2010年间珠峰北坡中国境内的冰川面积减小了约28.4%,珠峰南坡的冰川在1980—2010年间面积退缩了26%。珠峰南、北坡地区的冰川面积减少超过900km^2。该地区冰湖面积急剧扩张,表现为已有湖泊面积呈增大趋势且湖泊数量增加,而且珠峰地区潜在危险性的冰湖发育广泛,需要定位监测和评估其危险性。

珠峰地区的大气环境与全球偏远地区,如南、北极地区相当。然而,从过去数百年来的大气环境历史变化的角度看,珠峰地区大气中人类来源的重金属、持久性有机污染物等自工业革命以来呈增加趋势,特别是20世纪中叶以来显著增加2~3倍,反映了南亚地区增强的工农业活动的影响。此外,源自人类活动释放的黑碳在1970年以来显著增加近2倍,这将会导致珠峰地区冰川的加速消融。

珠峰地区植被主要由高山草甸、高山草原和高山灌丛构成。高山植被对气温变化敏感,植被物候与生长季平均绿度均是气候变化影响下生态系统变化的有效指标。珠峰地区植被指数(NDVI)分布的总特征是南部和北部高,中部低。NDVI自20世纪80年代开始呈上升趋势,2000年之后略有降低,其中,珠峰地区中部和北部的NDVI下降最为明显,而南部核心保护区森林和灌丛的NDVI则呈显著上升趋势,且变化幅度较大。

珠峰地区草原返青期提前,生长期延长,净初级生产力总体呈增加态势,可供更多的动物繁衍生息。

冰芯记录显示,珠峰地区气温逐渐升高,20世纪是最为温暖的时段。过去50年来,年均气温升高约0.33℃/10a,与青藏高原平均升温率大致相当,高于全球平均。未来温室气体排放情景下,珠峰地区气温将持续升高,且升温幅度存在季节性以及区域差异,其中冬季增温更为显著,北部升温较大。

总之,人类活动已经深刻影响了珠峰地区的大气环境。珠峰地区持续变绿,生态系统总体向好,但局部地区的人类活动有加强的趋势,如本地的农牧业活动不断加强,进入珠峰的游客人数在增加。自20世纪末以来,随着发展方式的转变,特别是生态建设工程的实施,珠峰地区人类活动对环境的负面影响得到遏制,环境质量呈现逐步改善的趋势。目前农牧业和旅游产业对珠峰地区的环境影响较小,环境承载力仍然有一定弹性。

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