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中科院副研究員郭萬欽:60年間七千條冰川從中國消失,主要原因是全球氣候變暖
“全球氣候變暖目前仍然是冰川快速消融的主要原因。”中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副研究員、第三次冰川編目技術(shù)負(fù)責(zé)人郭萬欽非常肯定地告訴澎湃新聞(www.kxwhcb.com),過去幾十年0℃等溫線快速升高,使我國大多數(shù)冰川處于負(fù)平衡狀態(tài),也就是說,冰川的消融量大于積累量。
3月21日,全球首個(gè)世界冰川日。這一天,中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院發(fā)布了中國第三次冰川編目數(shù)據(jù)集。這是繼2014年我國第二次冰川編目發(fā)布后,時(shí)隔10年又一次重大數(shù)據(jù)的更新。
根據(jù)第三次中國冰川編目,2020年前后中國最新冰川面積約為4.6萬平方千米,冰川總條數(shù)約為6.9萬條。與第一次中國冰川編目相比,20世紀(jì)60年代至2020年期間我國冰川面積整體減少約26% ,約7000條小冰川完全消失與第二次中國冰川編目相比,2008年-2020年期間我國冰川面積整體減少約6%,表明最近十余年我國冰川已進(jìn)入快速退縮階段。
值得注意的是,隨著采用分辨率更高的遙感數(shù)據(jù),本次編目還編制了面積小于1萬平方米、處于消亡狀態(tài)的殘余冰體,總數(shù)量約三萬條。
冰川編目指的是對冰川的分布、儲(chǔ)量等信息的調(diào)查。中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院是我國最早從事冰川研究工作的科研單位,分別于2002年和2014年先后發(fā)布了第一次和第二次中國冰川編目。
此次中國全面完成第三次冰川編目歷時(shí)一年多。這也使我國成為全球唯一完成三次冰川編目的冰川分布大國。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院副研究員、第三次冰川編目技術(shù)負(fù)責(zé)人郭萬欽 來源:澎湃新聞
發(fā)布會(huì)當(dāng)天,澎湃新聞(www.thepaer.cn)專訪了中科院副研究員、第三次冰川編目技術(shù)負(fù)責(zé)人郭萬欽,與他聊了聊冰川編目背后的艱苦而有趣的工作。
以下是與郭萬欽的對話:
澎湃新聞:在第三次冰川編目工作中,您主要負(fù)責(zé)哪一塊工作?有什么難忘的瞬間?
郭萬欽:2023年秋季,我們規(guī)劃編制第三次中國冰川編目工作啟動(dòng)后,便召集十幾名科研人員開展這項(xiàng)工作。我作為技術(shù)負(fù)責(zé)人,主要負(fù)責(zé)一系列程序軟件的開發(fā),比如衛(wèi)星影像自動(dòng)下載與處理程序、冰川邊界自動(dòng)提取程序、冰川屬性自動(dòng)計(jì)算程序等,同時(shí)負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度和監(jiān)控相關(guān)工作的進(jìn)度,以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢查等工作。這次也是我第二次參與冰川編目的工作,此前的第二次中國冰川編目工作,我也是技術(shù)負(fù)責(zé)人。
冰川編目主要運(yùn)用光學(xué)遙感數(shù)據(jù)。但它有一個(gè)缺點(diǎn),容易受到云和雪的影響,阻礙冰川的準(zhǔn)確識別。因此,我們需要在大量的影像中將沒有云、沒有雪的數(shù)據(jù)挑選出來。比如從歐洲航天局(European Space Agency,簡稱“歐空局”)哨兵2號衛(wèi)星在中國西部冰川區(qū)拍攝了近十萬景影像,我們需要從這里面挑選出一兩千景質(zhì)量最好的影像,這是一個(gè)相當(dāng)大的工作量。
調(diào)試各種程序最為難忘。若批量處理數(shù)據(jù),我們需要把程序調(diào)試到?jīng)]有任何差錯(cuò),它才能一直24小時(shí)無故障不間斷運(yùn)行。另一個(gè)就是檢查參與人員提交的數(shù)據(jù)。抽樣檢查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)較大偏差時(shí),就需要重新返工,又需要花費(fèi)大量時(shí)間。鑒于整體工作進(jìn)度很緊,這種情況的出現(xiàn)時(shí)會(huì)讓人非常頭疼。慶幸的是,最后我們克服困難把數(shù)據(jù)完成了。
澎湃新聞:剛剛聽您介紹,第二次冰川編目工作您也有參與,您覺得兩次編目工作相比有何變化,在技術(shù)上是否有更新?
郭萬欽:與第二次冰川編目時(shí)期相比,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)資料非常充分。我國每年會(huì)發(fā)射眾多高分辨率衛(wèi)星,再加上歐美國家近幾年發(fā)射的衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)也向世界各國免費(fèi)公開使用。這次編目工作,我們主要使用的是歐空局的哨兵2號衛(wèi)星影像。
在技術(shù)方面,我們采用了空間與時(shí)間分辨率更高、質(zhì)量更好的光學(xué)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),最為關(guān)鍵的是數(shù)據(jù)分辨率提高了。在第二次冰川編目工作的時(shí)候,所用的衛(wèi)星影像分辨率是30米,而這次我們所用的影像分辨率為10米。這也意味著,我們可以更精準(zhǔn)地判斷冰川邊界的位置,實(shí)際上我們所用影像的分辨率提高了9倍。
另一方面,歐空局提供的數(shù)據(jù)為每五天拍攝一次,相較于二次編目時(shí)期每16天拍攝一次的頻率,我們能夠獲取數(shù)量更多、質(zhì)量更高的數(shù)據(jù)。同時(shí),我們編寫了接近全自動(dòng)的影像下載與處理程序,在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面節(jié)省了大量的時(shí)間。這也是我們第三次冰川編目工作能夠在一年多時(shí)間內(nèi)快速完成的重要原因之一。相比第二次冰川編目完成的時(shí)間(2007年至2014年),縮短了近六年。
澎湃新聞:第三次冰川編目工作有多少人參與,耗時(shí)多久?
郭萬欽:本項(xiàng)目共有18人參與,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人是康世昌研究員。其中長期深度參與本項(xiàng)目的共七人。第三次冰川編目工作于2023年秋季開始,經(jīng)歷一年多的時(shí)間,我們完成了第三次冰川編目的發(fā)布。
我們的主要工作就是要將冰川邊界提取出來,并在GIS軟件里對邊界進(jìn)行編輯,確保冰川邊界正好落在冰川邊上,這一項(xiàng)工作需要大量人力。我們在2024年8月份最終得到全國的冰川邊界。另外,還有一種邊界叫做“冰川分冰嶺”,也就是兩條相鄰冰川間的界線,做這項(xiàng)工作也花了大約半年時(shí)間。
澎湃新聞:第三次冰川編目目前得出了哪些結(jié)論,相比第一次冰川編目、第二次冰川編目,我國冰川發(fā)生了哪些變化?
郭萬欽:針對三次冰川編目的比較,2020年前后我國最新冰川面積約為4.6萬平方千米,冰川總條數(shù)約為6.9萬條。與第一次我國冰川編目相比,20世紀(jì)60年代至2020年期間我國冰川面積整體減少約26% (每十年4.8%),約7000條小冰川完全消失。與第二次我國冰川編目相比,2008年-2020年期間我國冰川面積整體減少約6%(每十年5.2%),這也表明最近十余年我國冰川已進(jìn)入快速退縮階段。
從上述數(shù)據(jù)來看,從1960年代到2020年間,我國已經(jīng)有四分之一的冰川面積已經(jīng)完全消亡。另一方面,冰川萎縮速度的區(qū)域差異明顯,比如青藏高原南部的岡底斯山脈、喜馬拉雅山脈和東南部區(qū)域,氣候變化比較劇烈,冰川消融速率也快,冰川面積萎縮率在40%左右。但藏北高原地區(qū)的冰川消融速率會(huì)慢很多,比如西昆侖山主峰地區(qū)、阿爾金山、喀喇昆侖山等地區(qū),冰川面積萎縮率都在10%及以下。總的特征,以藏北高原地區(qū)為中心,冰川面積萎縮速度以環(huán)狀向外圍逐漸增加,越往外圍區(qū)域平均海拔越低,冰川萎縮幅度也越大。
澎湃新聞:我們注意到,第三次冰川編目數(shù)據(jù)同時(shí)還編制了面積小于1萬平方米、處于消亡狀態(tài)的殘余冰體,總數(shù)量約3萬條。為什么會(huì)將這一類冰川納入編目?
郭萬欽:當(dāng)前從高分辨率遙感影像上,可以明顯看出這些斑塊就是冰,而不是積雪,但作為冰川應(yīng)該具有的特征并不明顯。“冰川”一個(gè)重要特征是“處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”,但這些“殘留冰體”很快就會(huì)消亡,運(yùn)動(dòng)特征并不明顯。秦大河院士為此提出了“殘留冰”這個(gè)名詞。
雖然單個(gè)“殘留冰”儲(chǔ)量不多,但是它數(shù)量大,說不定幾萬條也能相當(dāng)于一條大冰川。把這類冰體包括進(jìn)來,可以更清晰地反映我國冰川的分布和狀態(tài)。
澎湃新聞:時(shí)隔十年第三次中國冰川編目發(fā)布,您認(rèn)為有什么意義?另從世界觀來看,它又有什么意義?
郭萬欽:這次的冰川編目更新工作主要是用于掌握我國冰川最新的分布狀態(tài),同時(shí)結(jié)合以前的數(shù)據(jù),我們可以了解冰川發(fā)生了怎樣的變化,這也是我們這次冰川編目工作最關(guān)鍵的作用。另外,冰川編目也服務(wù)于其他部門,比如自然資源部的冰川資源管理需要依賴冰川編目進(jìn)行,水利部門也會(huì)以冰川編目數(shù)據(jù)為輸入項(xiàng)之一,模擬和監(jiān)控有冰川流域河流徑流的變化情況。這些工作都需要以最新的冰川編目數(shù)據(jù)為參考或者輸入數(shù)據(jù)。
第三次冰川編目數(shù)據(jù)下一步也會(huì)進(jìn)行全球共享。在發(fā)布會(huì)上,我也提到世界冰川編目發(fā)起于1955年,1989年發(fā)布首版世界冰川目錄(15.9×106km2),目前最新的RGI7.0版是于2020年發(fā)布。其中的數(shù)據(jù)反映的主要是2000年左右的冰川狀態(tài),而我們的數(shù)據(jù)更新至2020年前后,也就是說,我國的冰川數(shù)據(jù)已更新到最新狀態(tài)。中國的冰川面積大概是全球冰川總面積的十分之一,所以,這也給全球研究冰川、保護(hù)冰川的工作提供了重要的數(shù)據(jù)更新。
澎湃新聞:近年來,在全球氣候變暖的背景下,冰川加速消融也逐漸進(jìn)入公眾視野。從您觀測的數(shù)據(jù)來看,導(dǎo)致冰川發(fā)生變化的主要原因是什么?
郭萬欽:全球氣候變暖目前仍然是冰川快速消融的主要原因。過去幾十年間全球氣溫的快速升高使大部分地區(qū)的冰川物質(zhì)平衡線高度快速升高。物質(zhì)平衡線高度與年均0℃等溫線大致相當(dāng),過去幾十年0℃等溫線快速升高,這也導(dǎo)致更大面積的冰川處于消融狀態(tài),也使我國大多數(shù)冰川處于負(fù)平衡狀態(tài),也就是冰川消融量大于積累量。
另外,人類活動(dòng)中工業(yè)生產(chǎn)和日常生活排放的大量污染物落到冰川表面,使冰川表面不斷污化變黑,吸收的太陽輻射能量大幅增加,也使冰川消融速率進(jìn)一步提升。“這些都是近年來冰川處于快速消融狀態(tài)的主要原因”。
澎湃新聞:冰川發(fā)生變化會(huì)給人類社會(huì)帶來哪些影響?
郭萬欽:冰川離大多數(shù)人類聚居點(diǎn)比較遙遠(yuǎn),冰川消融對這些區(qū)域人類社會(huì)的影響不是特別明顯。但冰川在我國西部干旱區(qū)的自然環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)生活中具有舉足輕重的地位。比如新疆的幾個(gè)盆地、甘肅河西走廊和青海柴達(dá)木盆地等地區(qū),冰川融水在河流徑流中占比非常高,部分流域甚至能達(dá)到50%左右。
另一方面,冰川融水是這些地區(qū)河流的穩(wěn)定補(bǔ)給源。有冰川的流域河流中夏季一直有水流存在,但沒有冰川的流域經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象是一場暴雨一場洪水,長期沒有降雨的情況下河流會(huì)經(jīng)常處于干涸狀態(tài)。冰川的完全消失會(huì)對這些干旱區(qū)河流下游的自然生態(tài)和社會(huì)生產(chǎn)生活等產(chǎn)生巨大影響。
澎湃新聞:您是從什么時(shí)候開始進(jìn)行野外科考工作?
郭萬欽:我本科專業(yè)學(xué)地質(zhì)方面,到了碩士、博士后,我便一直在從事遙感、GIS相關(guān)的研究工作,實(shí)際上就是做“遙感技術(shù)”。自2011年開始,我經(jīng)常去青海、新疆、西藏、甘肅等地進(jìn)行野外科考作業(yè)。我個(gè)人主要關(guān)注的是位于青海省果洛州瑪沁縣西北部的阿尼瑪卿雪山,我們已經(jīng)在這座雪山上連續(xù)開展了十來年的冰川監(jiān)測工作。每年的五至十月期間,我都會(huì)去幾次,去了之后就會(huì)覺得心情非常舒暢。
野外工作時(shí),我經(jīng)常會(huì)帶學(xué)生,包括參與冰川編目的科研人員去實(shí)地看看冰川。我需要帶他們現(xiàn)場看冰川是什么樣子,這樣才能讓他們在遙感影像上準(zhǔn)確判斷一些地表是不是冰川。“沒有野外認(rèn)識,沒有野外現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn),很多東西是腦子里是沒有概念的。”
澎湃新聞:科考是一項(xiàng)艱苦的工作,從您自身經(jīng)歷出發(fā),您對青年同行有什么寄語?
郭萬欽:目前,秦大河院士在努力推動(dòng)國內(nèi)各個(gè)高校開設(shè)《冰凍圈科學(xué)概論》這門課程,希望能夠以這種方式,吸引更多的年輕人投入到這門學(xué)科。我想說的是,在未來的100年,我國西部的冰川仍然是大量存在的,冰川研究領(lǐng)域仍然可以大有作為,歡迎更多學(xué)子投入到這個(gè)專業(yè),在親身體驗(yàn)西部地區(qū)優(yōu)美自然風(fēng)光的同時(shí),也能夠做一些更有科學(xué)意義的事情。





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