焦点热议:青藏高原，正从“高冷”变“暖湿”

出品：科普中国

作者：半懒不懒（中国科学院大气物理研究所）

2023年5月，我国的珠峰科考队员再次攀上地球之巅，开展科学考察研究。作为“世界屋脊”“地球第三极”“亚洲水塔”，这片高原对全国、全亚洲乃至全世界的气候变化影响深远，但各项研究都表明，我们的青藏高原正在从“高冷”变“暖湿”。

(资料图片)

“高冷”的“亚洲水塔”

青藏高原有一个响亮的称号，叫“世界屋脊”，因为它是世界上海拔最高的高原，但是青藏高原并非生来就是高个子。

约1亿年前（也就是在恐龙称霸地球的时代），携带着印度大陆的板块开始与南极板块分离，并向北移向亚洲大陆；大约5500—4500万年间，印度板块与亚洲大陆发生碰撞，并持续了几千年，才使得喜马拉雅山脉和青藏高原有了“长高”的契机。

到现在为止，印度洋板块仍在挤压着亚欧板块，使得板块边界上的喜马拉雅山脉持续增高（约每年几厘米），成为当今地球上的最高山脉，并由此改变了亚洲的地貌格局，塑造了现今南亚和东亚季风的气候模式。

你可能没想到的是，青藏高原还是实打实的“年轻人”——它是世界上最“年轻”的高原之一，始终活跃在地壳运动的最前线，现在的青藏高原边缘仍在不断上升。2020年12月8日，我国和尼泊尔共同宣布珠穆朗玛峰的最新测量高程是8848.86米，这是历史上精度最高的珠峰高程测量结果。

2020年5月27日，13名珠峰科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，与国旗合影

（图片来源：科技日报）

除了世界屋脊，青藏高原的另一个称号也广为人知，那就是“亚洲水塔”。

你可能会奇怪，这里这么高，这么冷，怎么还能成为“亚洲水塔”呢？是的，看似神秘莫测的“高冷”高原，才是亚洲真正的“水乡”。

其实，能成为水乡，是因为青藏高原具备了得天独厚的条件。

第一个是，高原隆起的过程中，不断有板块相互挤压、碰撞，形成了许多断裂带，由于山间坑洼不平，这就给湖泊的形成创造了基本的条件。

第二个是，青藏高原是除南北极以外，冰雪储量最大的地区，这里广泛分布着冰川（面积约10万平方公里）、积雪（常年积雪面积约为30万平方公里）、多年冻土（面积约为130万平方公里）等固态水体。

中国湖泊地理分区及各区湖泊数量与面积的比例

（图片来源：参考文献16）

在冰雪融化和降水的加持下，这里拥有了我国最多的湖泊，占到我国湖泊总面积的一半。2021年第二次青藏高原综合科学考察结果显示，这里面积大于1平方公里的湖泊，数量达到1400个，总面积约为5万平方公里。每年仅蒸发的淡水就达到517亿吨，相当于3570个杭州西湖的水量。

青藏高原湖泊分布图

（图片来源：第二次青藏科考队）

高原湖泊不仅数量繁多，还各有各的魅力。在高原的众多湖泊中，不仅有我国面积最大的湖泊——青海湖，水量最大的湖泊——纳木错，第二大咸水湖——色林错，还有茶卡盐湖、羊卓雍错等等，这些湛蓝的“眼睛”吸引了全世界游客纷至沓来。

从上到下分别为青海湖、纳木错、羊卓雍错

（图片来源：Unsplash）

当然，青藏高原绝不是花架子，由于具有高地势，在地形和重力作用下，水源源不断地流出高原，孕育了我们的母亲河——长江、黄河，及亚洲其他大江大河,为近20亿人提供可靠的水源。**它不仅塑造了亚洲的地形地貌，也对亚洲乃至全球的气候都有着深远影响。**没有它的哺育，也无法诞生东亚、南亚和中亚大河流域璀璨的人类文明，因此它被冠以“亚洲水塔”的美誉。

“高冷”变“暖湿”

像“亚洲水塔”这样的水塔在全球都有分布，它们对全球水循环起着举足轻重的作用。其中，青藏高原看上去最为恢弘壮丽，在全球78个水塔单元（主要河流流域与基于海拔和地表粗糙度的山地地形之间的交叉点）中，“亚洲水塔”占16个，拥有最重要的地位。但同时，它也是最脆弱的。

水塔指数(WTI)、水塔单元及其下游流域的人口图，阴影为人口数，填色为WTI值。水塔指数根据水塔的重要性，以山区“供给侧”和受影响区“需求侧”综合指标而界定。图上标明了洲际尺度五个水塔指数最高的水塔。柱状图显示了生活在水塔单元内的人口和海拔，以及和水塔单元距离的关系。（图片来源：参考文献6）

过去50年来，青藏高原是全球气候变暖最强烈的地区之一。1961—2020年，这里的年平均气温上升趋势达0.35摄氏度/10年，超过同期全球增温速率(0.16摄氏度/10年)的2倍。快速变暖导致降水的增多和冰川冻土的加速消融，使得高原越来越暖湿，湖泊面积也有了显著扩张。

色林错的水域有了明显的增加

（图片来源：新华社卫星新闻实验室）

国家气候中心的数据显示，青藏高原1981—2020年年降水量呈增加趋势，平均每10年增加14毫米；2000—2020年青藏高原湖泊水体面积总体呈持续增加态势，2020年水体面积达70304.5平方公里，80%以上的湖泊都在扩张，中部和北部湖泊扩张更为明显。

中国科学院大气物理研究所的最新研究也指出，2002—2018年期间，青藏高原内流区18个大型湖泊(大于300平方公里的湖泊)的湖泊水储量以约26.92毫米/年的速度增加。由于区域变化速率差异，色林错湖域面积还在2014年超过纳木错，成为中国第二大咸水湖。

特别值得注意的是，这种暖湿的趋势在过去的两千年里也是一致的。

“亚洲水塔”不同组分（降水、冰川、湖泊、河流）时空变化

（图片来源：参考文献7）

而这，只是青藏高原被全球变暖影响的“冰山一角”。

拿什么拯救你，我的冰川和冻土

在变得“水汪汪”的同时，青藏高原的冰川和冻土面积正在减少。

第二次青藏高原综合科考发现，**过去50年来，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%。**在青藏高原实际观测的82条冰川中（主要在我国境内)，55条冰川处于退缩状态，其中藏东南地区冰量亏损及面积萎缩幅度最大。湖泊末端的冰川比陆地末端的冰川退缩和变薄更快，2020年，1019个冰川终止为湖泊，总面积为3337±10 平方公里，占冰川总面积的7%。

我们为什么要关注冻土和冰川？

冻土，通常被形容为地球的“天然冰箱”。影响着地球和大气间的水热交换、地表水文过程、寒区生态系统以及寒区工程建筑物的稳定等。**青藏高原分布着世界中低纬地区面积最大的多年冻土区，1961—2020年，多年冻土的面积减少了16%，**影响了基础设施建设（如铁路和公路安全）。

而冰川，是重要的淡水储备资源。由于冰川的消融，2002—2017年，青藏高原陆地水储量以约100亿立方米/年的速度下降，长此以往，将带来下游居民的用水危机。

不同年份冰川覆盖面积的变化

（图片来源：green peace）

冰川融水每年还向下游输送了大量的生物活性元素（如铁、硅、磷、有机碳）和有害元素（如汞、砷），影响下游陆地或水生生态系统的初级生产力，最终影响全球物质循环并反馈给气候系统。

2018年在西藏的林芝加拉村东普沟发生冰崩

（图片来源：格致论道讲坛）

同时，冰川消融进一步加剧了冰岩崩-碎屑流、冰湖溃决-洪水/泥石流等冰川灾害链。不仅如此，湖泊水位升高、湖面扩大，既容易发生溃决，还会改变长江北源地区水系，严重威胁当地居民的生命与财产安全。

近10年，喜马拉雅山地区新增5次冰湖溃决灾害。其中，2013年7月15日的洪水与冰川泥石流灾害，致使下游14个行政村不同程度受灾，经济损失达2亿元。2018年，雅鲁藏布江下游加拉村附近色东普沟发生冰崩堵江，导致雅鲁藏布江下游水位上涨十余米，对沿岸居民及交通线路构成很大威胁。

青藏高原湖泊关键水循环要素组成

（图片来源：参考文献13）

再这样下去会怎样？

可以预见的是，要是高原的冰川冻土状况继续恶化下去，带来的影响可不仅仅是攀登珠峰越来越难。

世界气象组织曾设定过一个目标，就是到21世纪中叶，全球气温比工业革命前上升不超过2摄氏度，并将其称之为“中等气候升温”。在这种情况下，青藏高原的增温会达到4摄氏度。

更为严峻的是，将全球升温控制在2摄氏度以下这一目标可能都很难达成。2022年世界气象组织表示，未来五年全球平均气温超过1.5摄氏度的可能性为50%，这一概率将随时间的推移而增加。

研究表明，即使能将全球升温控制在2摄氏度以下，**到21世纪中叶，青藏高原水储量净损失也或达到2300亿立方米，**这大概是6个三峡的总库容。另一研究也指出，在中等排放（温室气体排放量处于中等水平）情景下，青藏高原内流区湖泊未来水储量增加的趋势也将变缓，到21世纪中叶，湖泊水储量的增长速率将下降到过去20年的40%左右。

未来全球最可能面临缺水危机的16个大城市中，12个都位于青藏高原周边及其中下游地区。供水能力的大幅下降和水资源的严重不平衡甚至可能带来其他问题。

不同升温情景下主要河流上游人均水资源量分布图，柱状图为人均水资源量，折线为总人口数， Indus, Brahmaputra, Ganges, Salween, Mekong, Yangtze and Yellow 分别指印度河、雅鲁藏布江、恒河、萨尔温江、湄公河、长江和黄河。

（图片来源：参考文献12）

在全球变暖的背景下，高原地表反照率不断降低，这一趋势预计在未来将持续增强。

随着1.5摄氏度临界点的不断临近，一个持续升温的地球将会对青藏高原带来怎样的影响，简直不堪设想……

未来如何，取决于我们每个人

2023年6月20日，国际山地综合开发中心(ICIMOD)发布的评估报告指出，如果不大幅减少温室气体排放，兴都库什-喜马拉雅 (HKH) 地区冰川总体积的80%将在本世纪末消失——这甚至远远超出联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)对最坏情况的预测。

不仅是青藏高原，过去20年，全球冰川的质量损失一直在加速。2000—2019年，冰川质量平均每年累计损失2670亿吨。冰川消融的影响也远不止海平面上升这么单一了。全球变暖下的青藏高原生态失衡只是人类活动“大手笔”下的一个缩影。

2023年4月20日，联合国秘书长古特雷斯警告说，如果各国继续维持目前的政策，到21世纪末，全球气温将会上升2.8°摄氏度，这将是**“世界的死刑”**。如果那一天注定到来，我们应该如何适应这个愈发极端的世界呢？

或许，终止“死刑”的按钮就攥在我们每个人的手中。

参考文献：

【1】Robert A Spicer, Tao Su, Paul J Valdes, Alexander Farnsworth, Fei-Xiang Wu, Gongle Shi, Teresa E V Spicer, Zhekun Zhou, Why ‘the uplift of the Tibetan Plateau’ is a myth, National Science Review, Volume 8, Issue 1, January 2021, nwaa091.

【2】Wang, X., Ge, Q., Geng, X. et al. Unintended consequences of combating desertification in China. Nat Commun 14, 1139 (2023).

【3】Tang, S., Vlug, A., Piao, S. et al. Regional and tele-connected impacts of the Tibetan Plateau surface darkening. Nat Commun 14, 32 (2023).

【4】Li Xiangying, Wang Ninglian, Ding Yongjian, Jon R. Hawkings, Jacob C. Yde, Robert Raiswell, Liu Jintao, Zhang Shiqiang, Kang Shichang, Wang Rongjun, Liu Qiao, Liu Shiyin, Roland Bol, You Xiaoni & Li Guoyu. (2022). Globally elevated chemical weathering rates beneath glaciers. Nature Communications, 13: 407.

【5】朱立平, 彭萍, 张国庆, 乔宝晋, 刘翀, 杨瑞敏, 王君波, 全球变化下青藏高原湖泊在地表水循环中的作用. 湖泊科学, 2020, 32(3): 597-608.

【6】Immerzeel, W.W., Lutz, A.F., Andrade, M. et al. Importance and vulnerability of the world"s water towers. Nature (2019).

【7】Yao, T., Bolch, T., Chen, D. et al. The imbalance of the Asian water tower. Nat Rev Earth Environ 3, 618–632 (2022).

【8】Binbin Wang et al.Quantifying the evaporation amounts of 75 high-elevation large dimictic lakes on the Tibetan Plateau.Sci. Adv.6, eaay8558(2020).

【9】Miaogen Shen*, Shiping Wang*, Nan Jiang, Jianping Sun, Ruyin Cao, Xiaofang Ling, Bo Fang, Lei Zhang, Lihao Zhang, Xiyan Xu, Wangwang Lv, Baolin Li, Qingling Sun, Fandong Meng, Yuhao Jiang, Tsechoe Dorji, Yongshuo Fu, Amy Iler, Yann Vitasse, Heidi Steltzer, Zhenming Ji, Wenwu Zhao, Shilong Piao, Bojie Fu*. Plant phenology changes and drivers on the Qinghai-Tibetan Plateau. Nature Reviews Earth & Environment. 2022.

【10】Zhang, Yulan, Gao, Tanguang, Kang, Shichang, Shangguan, Donghui, Luo, Xi. Albedo reduction as an important driver for glacier melting in Tibetan Plateau and its surrounding areas. EARTH-SCIENCE REVIEWS[J]. 2021, 220.

【11】Nie, Y., Pritchard, H.D., Liu, Q. et al. Glacial change and hydrological implications in the Himalaya and Karakoram. Nat Rev Earth Environ 2, 91–106 (2021).

【12】Li, X., Long, D., Scanlon, B.R. et al. Climate change threatens terrestrial water storage over the Tibetan Plateau. Nat. Clim. Chang. 12, 801–807 (2022).

【13】Zhang, G., T. Yao, H. Xie, K. Yang, L. Zhu, C. K. Shum, T. Bolch, S. Yi, S. Allen, L. Jiang, W. Chen, and C. Ke (2020), Response of Tibetan Plateau lakes to climate change: Trends, patterns, and mechanisms, Earth-Science Reviews, 103269,

【14】A Scientific Assessment of the Third Pole Environment UNEP. 2022

【15】Binghao Jia, Longhuan Wang, Zhenghui Xie, 2023: Increasing lake water storage on the Inner Tibetan Plateau under climate change. Science Bulletin, 68(5), 489-493.

【16】Zhang, G., Yao, T., Chen, W., Zheng, G., Shum, C.K., Yang, K., Piao, S., Sheng, Y., Yi, S., Li, J., O"Reilly, C.M., Qi, S., Shen, S.S.P., Zhang, H., & Jia, Y. (2019). Regional differences of lake evolution across China during 1960s–2015 and its natural and anthropogenic causes. Remote Sensing of Environment, 221, 386-404.

【17】陈发虎等：全球变化下的青藏高原环境影响及应对策略研究

标签：