零摄氏度之上①｜祁连山摆浪河21号冰川消融加剧，半世纪后或所剩无几

【编者按】

2022年9月初，澎湃新闻记者跟随中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻科学国家重点实验室科考队员，走进祁连山北麓中段地区，以第一视角实地记录科考队员对摆浪河21号冰川的日常监测工作。

令人担忧的是，祁连山每10年升温幅度接近0.3摄氏度，冰川消融加速正处于全面退缩状况。如果不通过保护来减缓冰川的消融速度，专家预计在2100年，这座小型冰川将永远消失在人类的视野中。

科考队从2020开始对摆浪河21号冰川进行考察，希望通过对冰川全面和持续监测，来探索区域应对气候变化的方式，寻找可以减缓冰川消融速度的办法。

随着午后气温不断上升，冰川融化的水滴也越发紧密。在海拔4500米的祁连山摆浪河21号冰川，按照研究者们的监测数据，这里夜晚温度有时都在零摄氏度以上。

这意味着，即便在夜晚，祁连山摆浪河21号冰川也在慢慢消融。

“冰川退缩无法阻止，只能减缓。”中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室（下称：冰冻圈科学国家重点实验室）主任康世昌告诉他的学生们。

在度过60年来最热夏天之后，今年9月初，澎湃新闻（www.thepaper.cn）跟随冰冻圈科学国家重点实验室考察团队前往祁连山，记录了考察团队在摆浪河21号冰川开展的监测工作。

科考队员在海拔3900米处进行水文、气象监测。

“今年（冰川区的）气温很高。”冰冻圈科学国家重点实验室助理研究员陈记祖说，“（冰川退缩的）主要原因还是气温的升高。”连续十多天日最低温都高于零度，这在往年是很罕见的。陈记祖介绍，摆浪河21号冰川目前全部是消融区。

气温上升带来的消融加速，已不仅是祁连山这一处冰川面临的问题。据公开资料，自上世纪50年代中后期以来，中国西部冰川呈萎缩态势，面积缩小了18%左右。保护冰川减缓消融已经迫在眉睫。

通过持续的监测，康世昌表示，按照现在的消融速度，在未来50年到60年，摆浪河21号冰川将所剩无几。

“可到达”的摆浪河21号

这是陈记祖和冰川打交道的第11个年头，目前，他是冰冻圈科学国家重点实验室助理研究员，也是摆浪河21号冰川日常监测与考察工作的主要负责人。

摆浪河21号冰川末端气象站。

摆浪河21号冰川位于祁连山北麓中段，是典型的小型低纬度山地冰川。我国则是世界上中低纬度冰川最发育的国家之一，在西部隆起的高山区，有更多的小型冰川面临着和摆浪河21号相似的挑战。

2019年8月，陈记祖第一次到摆浪河21号冰川进行初步考察。两年前，从西岔河村出发的盘山公路已经完工，可以通向海拔约3900米的山脚，再步行约两个多小时，可以到达海拔约4390米的冰川末端。

陈记祖认为，“可到达”是落地摆浪河21号日常监测的重要条件，“有些冰川由于后勤条件和路途太远，所以没法监测”。

最初，摆浪河21号冰川由于一次由民间登山队组织的登山活动进入公众视野。热衷户外运动的常小平是当年前往冰川的登山队员之一。2013年5月初，他和民间登山队的另外7名同伴从西岔河村出发，花了三天时间，步行跨越了近3000米的海拔高度差，才到达摆浪河21号冰川。

这条位于祁连山腹地的冰川形似弯月，侧卧在谷壁，天气晴朗时，阳光在冰面和积雪上反射出耀眼的光线。

据张掖日报2013年6月报道，摆浪河21号冰川属大陆型冰斗山谷冰川，冰川谷壁地势高峻、中间低洼，面积1.51平方公里，长度约2.5公里，冰层平均厚度约40至50米，最高冰峰海拔5103米，冰舌前沿海拔4390米。

人们为这条冰川与城市的近距离激动不已。摆浪河21号冰川所处的肃南县大河乡西岔河村老虎石沟源区向东南约30公里，是肃南县城，向东南约100公里，是张掖市区。2013年6月的发布会提及，中科院将在冰川区建立科学观测点和研究基地，为今后冰川的合理利用提供科学依据。

“上冰川”

我国是世界上中低纬度冰川最发育的国家之一，据最新调查显示，我国拥有冰川48571条，总面积约为51840.1平方公里，冰储量约为4494立方千米。冰川也是我国极其重要的固体水资源，尤其是我国西北干旱区的水资源很大程度上依赖于冰川融水，因此冰川的研究保护一直以来备受关注。

冰川监测主要有两种方式，一是用卫星遥感资料直接对冰川进行观测，观测范围广，但时间分辨率和空间分辨率都比较低；另一种是去实地对某一条冰川进行监测，用物质平衡花杆、无人机、3D扫描等进行实地测量。然而实地测量由于地形、天气、人力、交通等原因，实施过程复杂困难。

2021年祁连山摆浪河21号冰川无人机航测。

9月8日，冰冻圈科学国家重点实验室一行十多人出发前往海拔4390米的摆浪河21号冰川末端，这次考察的成员包括西北所的研究员，还有几名博士新生。一名博士后是第一次进行实地考察，他上到冰川末端时脚下一滑，踉跄了一下。“原来下面真的是冰。”他说。

实地考察是冰川研究的重要方法，也是研究者传承知识的必经之路。从我国著名地理学家、“中国现代冰川学之父”施雅风先生开始，一代代冰川学者往往需要在走上地理高处后才能得到更好的认识，去看冰川运动留下的遗迹、侵蚀形成底部平缓的U型谷、沉积物堆积成的冰碛垄。

从2020年9月起，冰冻圈科学国家重点实验室正式开始对摆浪河21号冰川进行实地监测，考察队的成员将日常的监测任务称为“上冰川”。

“上冰川”也面临着很多不确定风险。山区的天气变化难以预测，原本艳阳高照，也许五分钟后就有云雾在山谷中弥漫开来。

“听水声，往低处走。”出发前，康世昌反复对学生们强调这句话。

在山区遇到大雾时，这是最有效的找路技巧。陈记祖记得，最初到摆浪河21号考察时，山间起了大雾，有次回程已经日落，他对路还不太熟，在一个布满石块的斜坡上翻来翻去好几次，才终于沿着水声下山去，回到住处已是晚上九点多。

2020年，研究人员搬运气象设备上山途中遇到风雪。

2020年，陈记祖和同事、向导十几个人，每个人背负了三四十斤的装备，在冰川末端建设了自动气象站，监控降水、气温等数据，了解冰川与大气之间的水热条件关系；并在冰面布设了物质平衡花杆，监测冰川厚度和积雪厚度的变化情况。

架设只是第一步。物质平衡花杆要求每个月测量一次，气象站的雨量桶一年需要换两次防冻液。除此之外，研究团队成员们还需要在西岔河流域每周采集一次河水样品，带回实验室做同位素、黑碳等化学指标的分析。通过这些方式，研究者想去研究摆浪河21号冰川对当地气候变化有哪些影响。

据冰冻圈科学国家重点实验室副主任杜文涛介绍，目前在全国范围内，如天山、唐古拉山、玉龙雪山等区域，有三十多条冰川进行着持续定点监测。他说，“我们希望通过定位监测，能够获取一些连续的信息，结合遥感和模拟的手段，对于整个大范围区域的雪冰变化和影响形成认识。”

最热的夏天

过去一年多里，陈记祖爬了十多次摆浪河21号冰川。春季五、六月是冰川上雪最厚的时段，冬季降雪积累下来，夏季融雪还未开始，人在积雪覆盖的冰川表面走一步，整条腿都会陷下去。七八月份，冰川融水在末端靠近山体的一侧形成一条水流，冲刷成沟渠。

2022年8月，全球经历了60年来最热的夏天。

9月8日，山上的天气变化多端，冰川末端突然下雪了。

在兰州的家里，陈记祖也感受到了温度的异常，9月8日，在摆浪河21号冰川末端的气象站，他从温度曲线的记录里直观地看到了这种异常。“七八月份里连续十多天日最低温都高于零度，在往年是很罕见的。”他说，“晚上的温度都高于零度，说明可能在夜里冰川都在消融。”

在连续两年同期的两张照片中，2021年8月，摆浪河21号冰川表面大多被积雪覆盖，而在2022年8月的照片上，冰面上散落着黑色的碎石，崖壁裸露在外。一名考察队成员回忆起今年8月冰川消融的迹象时说，“水（冰川旁的融水）很大。”

9月9日，摆浪河21号冰川海拔4400米处有冰雪融水。

冰川被称为气候变化的哨兵。专家团队通过测量和分析冰川的物质平衡来量化冰川的变化。在一条不可见的物质平衡线以上为“积累区”，一层一层的多年降雪不断积累压实，形成粒雪，再变质形成冰川冰；平衡线以下为“消融区”，冰体逐渐融化为液态水，往往注入河流。

陈记祖介绍，摆浪河21号冰川目前全都是消融区，而冰川消融的原因主要还是温度的升高。目前摆浪河21号冰川的消融具有面积基本不变，以减薄为主的特征。

在实地观测中，打进冰川里的花杆是观察冰川变化的其中一项依据。2020年，陈记祖和团队成员在海拔4800米处的冰体打下了长度约4米的花杆，今年5月测量时花杆已经全部滑出了冰体。这意味着，在约两年的时间里，摆浪河21号冰川厚度减薄了近4米。

康世昌表示，摆浪河21号冰川2020年至2021年间的物质平衡为负平衡，这表明冰川物质在强烈亏损。“2020到2021年整个（摆浪河21号）冰川的物质平衡是负的600毫米水当量。”他表示，这是一个非常巨大的数字，按照这样的速度，在未来的50年到60年，摆浪河21号冰川可能所剩无几。

康世昌介绍，在过去的几十年里，祁连山的升温非常显著，每10年升温幅度接近0.3摄氏度，虽然区域降水略有增加，但冰川仍处于全面退缩状况，冰川面积退缩在百分之十以上。“因为气候变暖，就算是增加微弱的降水量，也没有弥补冰川物质损失。”康世昌说。

全球升温下的冰川

目前，升温已是世界范围内公众最关注及面临的最为紧迫的气候问题。

联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）于2021年发布的报告指出，自1850年至1900年以来，人类活动产生的温室气体排放导致全球平均温度上升了1.1摄氏度，并且未来20年的平均气温很可能将超过《巴黎协定》将全球变暖控制在比工业化前水平高1.5摄氏度以内的目标。

康世昌回忆，他第一次注意到气候变化的讨论是在1995年。他在做硕士论文时发现，青藏高原的一些气象站年平均气温有所升高。他记得，那时候科学界对全球变暖已经有一些讨论，但并未引起广泛的关注。

进入21世纪，气候变化逐渐成为全球共识，其对冰川的影响才逐步引起关注。“到本世纪，许多冰川的物质平衡支出大于收入，每年基本上都接近负平衡，所以大家也越来越关心冰川的退缩和气温升高。”康世昌说。

冰冻圈科学国家重点实验室提供的数据显示，祁连山共发育2693条冰川，面积约为1598平方公里，平均厚度40.4米。在1950到2015年间，冰储量减少21.2立方千米，变率为27.4%，面积减少217.8平方公里，变率为13.6%。

目前，冰冻圈科学国家重点实验室对祁连山区十多条冰川进行着实地监测，包括七一冰川、老虎沟12号冰川等。其中，老虎沟12号冰川是冰冻圈科学国家重点实验室长期监测的对象，它的命运也许预示着大多数低纬度山区冰川的未来。

祁连山老虎沟12号冰川是祁连山区域最大的冰川，属于相对稳定的极大陆型冰川。然而自1990年以来，该冰川呈现出持续退缩的态势。自2006年至2018年，祁连山老虎沟冰川由20.42平方公里，缩减至20.2平方公里，冰舌末端长度退缩达170.5米。

在我国更高海拔的山区，冰川也未能免于受到升温的影响，甚至更加脆弱。2018年9月，第二次青藏高原综合科考发布的结果显示，过去50年，青藏高原气候变暖超过全球同期平均升温率的2倍，达到每10年0.3摄氏度至0.4摄氏度。青藏高原及其相邻地区冰川面积退缩了15%，高原多年冻土面积减少了16%。

消融的未来

“8月水太大，桥被冲走了。”康世昌指了指西岔河河岸，一段两三米长的浮木和几段铁栏杆纠缠在一起，被水流冲到岸边乱石上。

9月10日，冰冻圈科学国家重点实验室考察队对摆浪河21号冰川下游的西岔河进行水文测量，包括流速、宽度、深度等。

从河岸往远处看，能看见祁连山区高山山顶的积雪。在降水少、处于干旱区的河西走廊，冰川作为“固体水库”，其变化与下游的水文情况有着紧密的联系。冬季，河流处于枯水期，底部的石头露出水面；到夏季，冰川强烈消融，来水增加，河水变宽变深，水流湍急。

贺建桥维护气象站。

长期从事水文研究的冰冻圈科学国家重点实验室副研究员贺建桥介绍，河西走廊有黑河、疏勒河、石羊河三条内流河，通过对水样进行同位素分析，他们发现黑河流域冰川融水在出山口径流比重占10%左右，在疏勒河流域则在40%以上。

“这说明冰川对这个区域的用水来说是非常关键的……出山口的水对下游的社会生活也是至关重要的。”贺建桥说。

康世昌解释，如果祁连山冰川在本世纪中期到本世纪末期急剧减少，这将对于祁连山的水资源，特别是对地处干旱区的河西走廊水资源产生巨大影响：一是水文、季节调节方面，当前冰川给下游地区持续、稳定地提供着水资源；二是水资源总量方面，按照现有预估资料，冰川在未来急剧退缩，则水量补给也会急剧减少；另外，根据目前资料预估，将来祁连山区域的降水有可能增加，但降水的极端事件会增大，这可能会导致洪水灾害。

在全球范围内，高山地区冰川退缩带来的水文影响也已经引起关注。IPCC于2019年9月发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》显示，冰冻圈及其相关的水文变化影响了高山和极地地区的陆地和淡水物种及生态系统，表现在先前被冰覆盖的陆地露出地面、积雪变化以及多年冻土的融化等。这些变化促进了季节性活动、对生态、文化和经济上重要的动植物物种的丰度和分布、生态干扰和生态系统功能等方面的变化。

报告提及，过去几十年来，由于人口增长、旅游业和社会经济发展，人类和基础设施遭受自然灾害的暴露度在增加。在安第斯山脉、亚洲高山、高加索和欧洲阿尔卑斯山等区域，一些灾害与冰冻圈的变化有关。

报告还指出，在许多高山地区，预计冰川退缩和多年冻土融化将进一步降低斜坡的稳定性，而冰川湖的数量和面积将继续增加。预计在新的地点或不同的季节将会出现由于冰湖溃决或雨雪混合、滑坡和雪崩引起的洪水。

康世昌说，“（地质灾害）是未来我们最大的担忧之一，我们希望尽量在祁连山做更多的监测，以提高我们的模拟、预估能力，希望把祁连山打造成一个应对气候变化的示范区。”