冰川是指由降雪和其他固態(tài)降水積累、演化形成的處于流動狀態(tài)的冰體。它們蜿蜒在無數(shù)山脈間，閃耀著純凈而冷冽的光芒，靜靜訴說著地球歷史的變遷。然而，許多曾經(jīng)壯麗的冰川正在消失……

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退縮的巨人

冰川不只是美麗的存在，它們還是研究氣候變化歷史的“時光記錄儀”。作為重要的淡水資源，冰川對水資源還具有調(diào)豐補(bǔ)枯的作用。晶瑩剔透、潔白無瑕的冰川美景，也常吸引游客前去游玩觀賞。

然而，現(xiàn)實有些殘酷，現(xiàn)有研究結(jié)果顯示，自工業(yè)革命以來，全球絕大部分冰川處于萎縮狀態(tài)，主要表現(xiàn)為末端退縮、面積縮小、厚度減小；僅有一小部分冰川在“堅守陣地”，甚至向前“沖一沖”。

根據(jù)中國第一次冰川編目結(jié)果，中國境內(nèi)共有現(xiàn)代冰川 46377 條，冰川總面積為 59425 平方千米，冰川儲量為 5600 立方千米，為亞洲首位。

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緊盯冰川的變化

在對古冰川監(jiān)測方面，科研人員主要基于古冰川遺跡（如冰川擦痕）和同位素技術(shù)，探究過往歷史時期某一地區(qū)是否存在古冰川，及其覆蓋范圍與歷史演進(jìn)。

對現(xiàn)代冰川的觀測，則主要集中在冰川末端、面積、運(yùn)動速度和厚度變化，以及伴隨的冰川融水量變化等方面。

人工監(jiān)測：助力從0到1

對中國現(xiàn)代冰川的研究始于1958年，當(dāng)時在老一輩冰川學(xué)家艱苦努力下，依靠人工觀測取得了寶貴的歷史觀測數(shù)據(jù)。

例如，老一輩冰川學(xué)家利用手持氣溫計和風(fēng)速儀等，在特定時刻進(jìn)行冰面氣象觀測；利用自制冰川雷達(dá)和自制冰溫傳感器，在特定時刻去感受冰面的“脾氣”；在冰面上用蒸汽鉆鉆孔后，將竹竿插入鉆孔，通過定期測量竹竿頂端距離冰面的高度、以及竹竿在某一段時間內(nèi)的運(yùn)移位置，獲取冰川的物質(zhì)積累虧損程度和冰川運(yùn)動速度數(shù)據(jù)……雖然這些數(shù)據(jù)的觀測時間較短，但對中國冰川學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了從無到有的開拓性作用。

作者用麻花鉆對珠穆朗瑪峰腳下的絨布冰川打鉆，以便于在鉆孔中插入消融測桿，進(jìn)行冰川消融觀測（供圖劉偉剛）

智能化、無人化：科技助力新征程

隨著科技不斷發(fā)展，開展冰川學(xué)觀測的新手段和新技術(shù)像雨后春筍般冒出，促使冰川學(xué)監(jiān)測從單點(diǎn)擴(kuò)展到面。

衛(wèi)星遙感作為一種對地表大面積監(jiān)測手段，可對人跡罕至地區(qū)的冰川進(jìn)行大范圍的冰川面積變化、冰川運(yùn)動速度變化、冰川退縮速率變化和冰川表面物質(zhì)變化速率監(jiān)測。

隨著觀測技術(shù)一路“打怪升級”，對部分冰川觀測內(nèi)容實現(xiàn)了連續(xù)觀測。如在冰川-大氣相互作用研究方面用到的冰面氣象數(shù)據(jù)，現(xiàn)在基本上均是基于氣象站的自動觀測獲得，觀測數(shù)據(jù)會自動存儲在記錄卡上，最高存儲時長可達(dá)2年甚至更久；同時這些觀測數(shù)據(jù)可通過衛(wèi)星傳輸?shù)接^測人員的手機(jī)或電腦等設(shè)備上，供瀏覽和下載。

作者和中國氣象局的張東啟研究員在西藏申扎縣甲崗冰川海拔 5800米處建立的大氣-冰川能量物質(zhì)交換觀測平臺，用于研究氣溫、降水、風(fēng)速等氣象要素變化對冰川消融的影響機(jī)制（供圖/劉偉剛）

在對冰川融水徑流方面，近十多年來，自記水位計等先進(jìn)水位測量設(shè)備的使用，保證了無人值守情況下對水位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測；對流速監(jiān)測方面，基于聲學(xué)多普勒儀的測流儀可對冰川融水實現(xiàn)流速的移動式觀測；在對冰川厚度測量時，可使用探地雷達(dá)實現(xiàn)對整條冰川厚度的連續(xù)觀測。

科研人員使用探地雷達(dá)，對雅魯藏布江源頭杰馬央宗冰川進(jìn)行冰川厚度測量（供圖 / 張通）

新設(shè)備顯“神功”

新型觀測儀器和設(shè)備，也越來越多地被用于冰川觀測。在第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究中，“極目一號”I型浮空艇完成了對冰川上空的空氣采樣，展現(xiàn)了我國在高空科學(xué)觀測領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步；我國的冰鉆研制技術(shù)也取得了巨大進(jìn)步，改變了依靠國外冰鉆鉆取冰芯的歷史。

極目一號浮空艇模型

在應(yīng)用科學(xué)技術(shù)應(yīng)對冰川退縮挑戰(zhàn)方面，科學(xué)家也開展了諸多嘗試。例如，在第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究中，中國氣象局的專家通過人工影響天氣方法，在有利降水的天氣條件下，對冰川區(qū)實施人工增雪作業(yè)，增加冰面固態(tài)降水，試圖通過這種對冰川增雪補(bǔ)冰的方法，達(dá)到減緩冰川退縮的目的。

中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院的科研人員，嘗試在冰面上覆蓋具有特殊反光性質(zhì)的化學(xué)材料，以此將更多的太陽輻射反射出去，從而減少冰面吸收的太陽輻射量，最終達(dá)到減少冰川消融、保護(hù)冰川的目的。

冰川退縮歸根到底是由氣候變暖引起的，而導(dǎo)致氣候變暖的主要原因就是溫室氣體排放。因此，這需要每一位公民從日常小事做起，做到低碳節(jié)能，以減緩氣候變暖，減緩冰川退縮。

科研人員目前進(jìn)行了多次減緩冰川退縮的有益嘗試，但大規(guī)模應(yīng)用科學(xué)技術(shù)手段來減緩冰川退縮的道路，仍任重道遠(yuǎn)。

責(zé)任編輯｜王佳璇 岳煥琦

運(yùn)營編輯｜岳煥琦
質(zhì)量審核 | 趙青云 王維嘉
圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《丈量冰川 聆聽它的“訴說”》，撰文/劉偉剛（中國氣象局蘭州干旱氣象研究所），原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明來源。

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