2018-2019气候变化影响中国冰川研究报告.pptx

2018-2019气候变化影响中国冰川研究报告,2018气候变化影响下中国冰川研究,考察冰川变化和冰川灾害对下游流域的影响。,2018年夏季，绿色和平与甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所以及中国科学院西北生态环境资源研究院沈永平研究员合作，前往中国西部的冰川进行实地调研，见证并记录气候变化下的冰川消融与冰川灾害，这是继2005至2009年间，绿色和平四次前往“亚洲水塔”青藏高原地区调研之后，对冰冻圈气候变化影响调研的最新跟进。,今年的考察路线，如下图，包括了: 天山1号冰川、玉龙雪山白水河1号冰川、贡嘎山海螺沟冰川、祁连山老虎沟12号冰川等，和阿尼玛卿雪山哈龙冰川。,玉龙雪山白水河1号冰川,贡嘎山海螺沟冰川,阿尼玛卿哈龙冰川,祁连山老虎沟12号冰川,天山1号冰川,天山1号冰川,1.71km，2008年缩减至1.59km*， 2018年进一步缩,小至1.51km *，2001年至今，天山1号冰川面积减少11.7%。,处于退缩状态。2001年冰川面积缩减至,自1986年起，该冰川退缩加剧，导致其末端在1993年分离为东、西两支。东支至今后退90.63m,新疆 天山1号冰川,2018,2008 2001,2018,2001,2008,天山1号冰川是乌鲁木齐市主要水源乌鲁木齐河上游最大的冰川。自1959年以来，天山1号冰川一直2西支后退119.16m 。图片摄于2018年,* 李开明，陈世峰，康玲芬等，2018 中国大陆型冰川和海洋型冰川变化比较分析以天山乌鲁木齐河源 1 号冰川和玉龙雪* 2018 年数据由绿色和平依据 sentinel2 卫星影像解译。,玉龙雪山白水河1号冰川,1.229km2*缩减至1.21km2*，,78.1m 。,云南 白水河1号冰川,* 李开明，陈世峰，康玲芬等，2018 中国大陆型冰川和海洋型冰川变化比较分析以天山乌鲁木齐河源 1 号冰川和玉龙雪* 2017 年数据由绿色和平依据 sentinel2 卫星影像解译。,玉龙雪山白水河1号冰川属于海洋型冰川，该类冰川在气候变化的影响下运动速度加剧，退缩幅度最大。自2009年以来白水河1号冰川呈现全面退缩态势，自2009年至2017年，白水河1号冰川面积由冰舌末端长度退缩图片摄于2018年,2018,2009,祁连山老虎沟12号冰川,20.42km2*， 缩减至20.2km2*。1986-2005年冰,舌末端长度退缩速率为7.0m/a*，2006-2018年冰舌末端长度退缩达170.5m，退缩速率达,甘肃 老虎沟12号冰川,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13.1m/a，退缩速率较上一时间段增加87%。图片摄于2018年201820102006* 刘时银 等，中国第二次冰川编目数据集（版本 1.0）。 寒区旱区科学数据中心，2014 。* 2018 年数据由绿色和平依据 sentinel2 卫星影像解译。* 杜文涛，秦翔，刘宇硕等，2008，1958-2005 年祁 连山老虎沟 12 号冰川变化特征研究，冰川冻土，30(3):373-379,阿尼玛卿雪山哈龙冰川,21.39km2*缩小至20.59km2*，2006年至2017年,12年间，冰川面积进一步缩减至19.73km2*。 年退缩速率较上一阶段增加79% 。,青海 哈龙冰川, Dr. Matthias Kuhle,* 1987、2006 年数据由绿色和平依据 Landsat4-5 卫星影像解译。* 2017 年数据由绿色和平依据 sentinel2 卫星影像解译。,阿尼玛卿雪山地处黄河源头，是黄河源头最大的冰川发育区。哈龙冰川是黄河流域最大、最长的冰川。1987年至2006年20年间，哈龙冰川面积由冰舌末端长度在1987-2006年间减少750m。自2006年至2017年，冰舌末端后退450m 。图片摄于2018年,1981,2005,2018,水资源库，储存着全球77%的淡水资源。冰冻圈也是受全球气候变化影响最直接和最敏感的圈层，是全球变化最快速、最显,著，其变化将影响亿万依赖冰冻圈生存的人的生计。,目统计数据，中国冰川面积达51800km2，占全球中、低纬度冰川面积的30%以上。中国西部冰川分布区是亚洲十余条大江,些江河水资源的形成与变化有着突出影响。,冰冻圈变化及其意义,冰冻圈是地球表层水以固态形式存在的圈层，包括冰川、冰盖、冻土、积雪、海冰、冰架、河冰和湖冰等。冰冻圈是陆地上最大的淡著、最具指示性的系统。随着气候变化的变率加剧，冰冻圈变化的气候效应、环境效应、灾害效应、资源效应和生态效应正日趋显中国冰冻圈主要分布在青藏高原、新疆北部、黑龙江北部地区，是全球中低纬度冰冻圈分布最广的国家之一。依据第二次冰川编大河(长江、黄河、塔里木河、怒江、澜沧江、伊犁河、额尔齐斯河、雅鲁藏布江、印度河、恒河等)的水资源形成区，冰川和积雪对这,常敏感，具有对气候变化提前预警作用和放大作用。中,殊环境区。被誉为 “世界第三极” 的青藏高原是全球气候,化影响下中国冰冻圈的未来变化势必对中国西部及周,深刻的影响。,生产、生活的主要水资源之一，影响着下游十几亿人的,水量约为3870042300亿m3，相当于4条长江以固态形,629.56108m3，占中国2016年全国水资源总供给量,突出。冰川和积雪的冻融变化调节着西部的江河径流。,的干旱区形成了许多人类赖以生存的绿洲。这种冰川积,在的核心是冰雪，没有冰雪就没有绿洲，也就没有在那,阿尔泰山脉,松嫩平原,天山山脉新 疆昆仑山脉西 藏青藏高原喜马拉雅山脉冰 川多年冻土稳定积雪,甘 肃,祁连山脉横断山脉四 川云 南,中国冰冻圈分布示意图,中国冰冻圈大部分处于中、低纬度地区，对气候变化非国冰冻圈也是集高寒、干旱、高湿、巨灾等特征共存的特变暖最强烈的区域，变暖幅度远大于其他地区。气候变边地区生态与环境安全和水资源持续利用产生广泛和冰川在西北干旱区被喻为固体水库、绿洲摇篮，是维持生存安全。中国境内冰储量约4.34.7103km3，折合式储存于西部高山， 中国西部年平均冰川融水量为的1/10。 在西北内陆干旱区，冰川融水的重要性尤其正是由于冰川和积雪的存在，才使得中国深居内陆腹地雪-绿洲景观及其相关的水文和生态系统稳定和持续存里千百年来生息的人民。,失稳的中国冰川,气候变化下,系，是除极地之外最大的冰川发育区，冰川面积约占全球冰川面积的1/6。高,冰川和极大陆型冰川。 亚大陆型冰川主要分布在阿尔泰山、天山、祁连山中,雅山中西段北坡和喀喇昆仑山北坡，占中国冰川总面积的46%。极大陆型冰,底斯西段和祁连山的西部占中国冰川总面积的32% 。海洋型冰川主要分布在,个横断山系，占中国现代冰川总面积的22%。,王宗太，苏宏超，2003，世界和中国的冰川分布及其水资源意义，冰川冻土，25(5): 498-503,伍光和，沈永平，2007，中国冰川旅游资源及其开发，冰川冻土，29(4): 664-667,刘时银 , 张勇 , 刘巧等。 2017 气候变化对冰川影响与风险研究 M. 北京 : 科学出版社 , 2017. p.1施雅风等，2000，中国冰川与环境现在、过去与未来 M，北京 : 科学出版社，2000: 12-16,高亚洲( )泛指青藏高原、帕米尔高原、天山和阿尔泰等山亚洲区域冰川面积中46.2%集中于中国境内。依据冰川发育的气候条件，中国现代冰川可以划分为海洋型冰川、亚大陆型东段、昆仑山东段、唐古拉山东段、念青唐古拉山西段、冈底斯山部分、喜马拉川分布于中国昆仑山中西段、羌塘高原、帕米尔高原东部、唐古拉山西部、冈藏东南和川西滇西北地区，包括喜马拉雅山东段、念青唐古拉山中东段和整,图1-1 中国现代冰川类型分布示意图,冰 川海洋型冰川亚大陆型冰川极大陆型冰川,亚大陆型冰川极大陆型冰川,海洋型冰川,在冰川发育区呈放大效应,高山区升温加剧,冰川持续消融，冰体减薄,/ 冰川跃动,水资源危机,/ 长期水资源短缺危机,随着气候变化影响日益加剧，气温升高，降水变化，极端天气气候事件频率和强度增加，导致中国高山与高原冰川发育区冰川持续退缩。中国冰川发育区所处海拔高度是气温度的升高使得冰川对气候变化和地形地貌的影响反应敏感，并进一步导致冰川底部滑动和内部结构发生急剧变化。冰川稳定性结构失衡，使得较小的气候变化和冰川运下中国冰川面临失稳危险，冰川灾害风险将在未来急剧增加!,图1-2气候变化下中国冰川面临失稳危机,化石燃料消费,气候变暖,冰川表面反照率下降,海拔依赖性增暖导致,极端高温、极端降水的强度和频率,/ 短期径流增加引发洪水及水资源时空分配错位,冰川灾害/ 冰崩/ 冰湖溃决,冰川洪水,冰温升高，冰川对气候变化更加敏感冰川结构性失稳,升温趋势（摄氏度/10年）,升温趋势（摄氏度/10年）,海拔（m）,一暖化趋势变得尤为明显。青藏高原生态环境评估表明， 青藏高原的温度,其变暖速率超过全球同期平均升温率的2倍，达到每10年0.30.4C，是过去,加， 高山环境比低海拔环境经历的温度变化更快。海拔依赖性的变暖加快,1961-2010年间，高原不同海拔带上的气象站点平均年温度增长率表现出,0.31和0.35C/10年，即高原顶部升温最快，其次为中部，而高原的底部增温,年，而在近20年的统计中则变为0.644，0.637及0.557C/10年。,根据Wei & Fang （2013）数据改绘,500,0,横轴数字代表该海拔高度带上的气象站数量。,中国山地冰川发育区,气候变化导致高山区升温加剧过去50年，青藏高原地区经历着一个暖温化的过程，尤其自1990年以来，这变化整体呈波动上升趋势，20世纪以来青藏高原气候快速变暖， 近50年来2000年中最温暖的时段。高原的增温趋势与海拔高度密切相关，随着海拔的升高，增温速度也在增了山区生态系统、冰冻圈系统、水文情势和生物多样性的变化速率。在较为明显的差异。 在高原底部、中部及顶部，平均年均温增长率分别0.24，最慢。在近30年的增温率中发现，这一速度分别变为0.49，0.5和0.55C/10,海拔2000m以下海拔2000-4000m海拔4000m以上年 年 年图1-3 青藏高原及周边地区不同海拔高度带20，30，和50年间升温趋势500045004000350030002500200015001000升温趋势海拔气象站数量图1-4 青藏高原及周边地区1961-2010年间按250m海拔高度划分统计的各个海拔带上的温度变化率，根据Wei & Fang （2013）数据改绘,经济影响，其社会经济成本急剧增加。IPCC全球升温1.5C特别报告指出，全球变暖2C与全球变暖1.5C情境相比，极端天气气候事件，例如极端高温，强降水等，发生频,增暖幅度明显大于全国平均值。高原绝大部分地区极端高温事件频次显著上升、极端低温事件频次显著下降，并伴随有风速和地表感热加热等气候要素的显著变化。极端,极小值上升幅度为4C左右，明显高于其他极值指数的上升速率，证明青藏高原地区温度上升的冷暖不对称性。最低温度Tmin对青藏高原气候变暖的贡献大于最高温度,感性最高，意味着极端降水对增温的响应将比当代更强，指数变化更为显著。 CMIP5模拟结果表明在RCP4.5情景下中国大陆地区气温每升高1C，强降水量(R95P)将增,均呈现一致增加的趋势。极端指数R95P和R99P对增暖的响应均在青藏高原地区最为敏感。,7.16%和7.63% 。 相对于气候基准年(1890-1900)，在全球变暖2C情景下，青藏高原霜冻日数平均减少18天，暖夜、暖昼日数平均增加12天和21天，中雨日数平均增多20天。,衡，极端事件的脉冲作用在冰冻圈放大，进而引发冰冻圈自然灾害频发，并且强度越来越大。,气候变化变率的不断加大导致极端天气气候事件，如热浪、洪水、干旱和暴风雨等，发生频率和强度在最近几十年呈现出增加趋势。极端天气气候事件产生了严重的社会和率、 强度和量级都将显著增加(高信度)。,青藏高原是对气候变化响应敏感性强，变化幅度大的典型区域。极端天气气候变化是青藏高原生态、环境变化的重要驱动因素之一。过去几十年的数据显示，青藏高原气温高温热浪和暴雨过程将加剧山区冰川积雪的融化和冰雪冲刷，加速冰雪消融，进而导致消融型洪水和加剧暴雨型洪水等灾害的发生。,青藏高原地区98个气象观测站点1960-2012年53年间的气温实测记录显示，青藏高原整体各极端温度指数均呈上升特征，并普遍表现为升温现象。 近53年来最低气温的Tmax。 青藏高原这种温度突变主要集中在20世纪后期。,伴随气温升高，青藏高原的平均降水和极端降水均呈现出显著增加的趋势。其中极端降水指数在青藏高原地区变化最为显著。研究显示，未来极端强降水对气温升高的敏加11.9%，极端强降水量(R99P)将增加21.6% 。RCP8.5情景下，气温每升高1C，R95P和R99P将分别增加11.0%和22.4% 。随着中国区域气温的升高，平均降水和极端降水CMIP5耦合模式RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景预估结果表明，当全球升温2C时，青藏高原在三种情景下升温分别为2.99C，3.22C和3.28C，年降水量分别增加8.35%、青海西北部和西藏山南一带， 强降水量距平增多幅度在44.559.5%之间。,在高海拔地区极端天气气候事件的指标大部分随着升温增强而增强，随着海拔升高也呈现频次与幅度(强度)增加。这样的结果将导致中国冰冻圈经受更大压力，稳定性失,极端天气气候事件在高山区增加,对气候变化的响应,中国冰川呈现出全面、加速退缩的趋势。与20世纪50年,了约18%。与大型冰川相比，面积小于1km2的小冰川,年，占中国冰川总数80%以上的面积小于1km2的小冰,帕米尔高原,冰川面积/ 减少536.38 km,冰储量/ 减少72.11 km（4.63）,穆斯套岭,冰川面积/ 减少8.04 km,冰储量/ 减少0.6 km（0.03）,阿尔泰山,冰川面积/ 减少101.21 km2,冰储量/ 减少5.5 km（0.21）,天山山脉,冰川面积/ 减少2045.23 km2,冰储量/ 减少303.05 km（45.05）,阿尔金山脉,冰川面积/ 增加20.11 km2,冰储量/ 减少0.64 km（0.65）,天山山脉,帕米尔高原,祁连山脉,冰川面积/ 减少333.19 km2,冰储量/ 减少8.52 km（3.13）,唐古拉山脉,念青唐古拉山脉,昆 仑 山,是其动态变化存在明显的空间差异。两次冰川编目数据对,冰川退缩最为强烈，物质平衡亏损幅度最大;青藏高原中,区冰川退缩量较大。若以三种类型冰川来看，海洋型冰川,量最小。青藏高原东南部海洋型冰川的退缩幅度远大于青,喀喇昆仑山,冰川面积/ 减少273.33 km2,冰储量/ 减少99.14 km（34.68）,喜马拉雅山脉,冰川面积/ 减少1597.02 km2,冰储量/ 减少178.84 km（8.71）,羌塘高原,冰川面积/ 增加115.74 km2,冰储量/ 减少4.71 km（3.11）,冈底斯山脉,冰川面积/ 减少463.67 km2,冰储量/ 减少24.38 km（3.43）,昆 仑 山,冰川面积/ 减少742.87 km2,冰储量/ 减少176.66 km（56.60）,唐古拉山脉,冰川面积/ 减少369.09 km2,冰储量/ 减少43.66 km（1.70）,念青唐古拉山脉,冰川面积/ 减少1140.8 km2,冰储量/ 减少167.7 km（31.30）,横断山脉,冰川面积/ 减少183.94 km2,冰储量/ 减少20.5 km（2.41）,冈底斯山脉横断山脉喜马拉雅山脉喀喇昆仑山,3,3,数量/ 减少9 条 2数量/ 减少130 条3数量/ 减少1101 条数量/ 增加231 条3,数量/ 增加323 条 2,3,数量/ 增加1753 条,3,数量/ 减少400 条,3,数量/ 增加236 条,3,穆斯套岭阿尔泰山祁连山脉阿尔金山脉羌塘高原数量/ 减少132 条3,数量/ 增加204 条3数量/ 增加149 条,3,数量/ 增加1225 条数量/ 增加65 条数量/ 减少220 条3,33,中国冰川变化在气候变暖、气温升高的驱动下，自20世纪90年代以来代相比，中国冰川有82.2%处在退缩状态，总面积缩小对气候变化的响应程度更加显著。这意味着在未来几十川将面临消失风险， 中国冰川数量将急剧减少。,不同类型冰川对气候变化的响应在气候变暖的影响下，中国冰川整体呈现退缩的趋势，但比发现，近50年来，在季风环流控制的喜马拉雅山等地区，部和北部的冰川相对比较稳定，退缩量较小;高原周边地退缩幅度最大，其次为亚大陆型冰川，极大陆型冰川退缩藏高原西部的极大陆型冰川。,夏季平均气温/C,纯消融量,图1-6 天山1号冰川纯消融量与夏季平均气温间的关系,气候变化背景下冰川加速消融机理随着气候变暖，冰川对温度变化的响应最为敏感，20世纪90年代伊始全球冰川呈现出加速融化的趋势。冰川的消融将进一步产生反馈连锁反应影响到全球气候，加速全球首先体现在冰川物质平衡及其径流变化。冰川的加速退缩在中国西北部表现为冰川融水径流剧增，面积缩小，末端后退，雪线升高，许多小冰川已接近消亡的边缘。 气温升高是冰川加速消融的重要原因气温和降水是影响冰川物质收入与支出的重要参量，而物质平的中间环节。 中国大多数山地冰川的积累和消融同时发生在夏温度的函数。以天山1号为例，基于1958/1959年2008/2009的线性关系，夏季气温的升高加速了天山1号冰川的消融强度,根据张国飞等（2012）数据改绘,纯消融量夏季平均气温,纯消融量多线式拟合趋势线夏季平均气温多线式拟合趋势线,季节升高的结果。冰川整体温度由冰川区年平均气温决定，冰,的敏感性。气温的持续上升，会造成冰川冷储减少，致使冰川对,物质亏损。气温的稍许增加，便会造成消融的非线性加速增加。,要原因是海洋型冰川具有较高的冰川温度。在气候变暖背景,当敏感性达到某一程度时，即便气温有小的增量，也会造成剧, 冰温增加导致冰川对气候变化更加敏感,冰温与气温之间是一种动态的平衡，冰温的上升是气温在各个川温度的高低指示着冰川冷储的多少，决定了冰川对气温变化气候变暖的敏感性增强。同样幅度的气温升高，会引起更多的海洋型冰川对气候变暖的响应比大陆型冰川强烈的多，一个主下，冰川温度不断升高，其敏感性也随之不断增强。可以推测，烈的消融。图1-7 天山1号冰川3840m处1986、2001和2006年的冰温剖面比较根据Li ZQ et al （2008）数据改绘,温度/C,深度/m,2001年1986年,2006年,来自净辐射，其余来自感热等。净辐射的大小很大程度上,高，积累区粒雪性质发生了变化，除了粒雪厚度变薄以,反射率低的粗粒雪增加，造成积累区反射率整体下降。在,着温度的升高，表面附着的微生物大量繁衍，使得冰面颜,新降雪很快融化，降低了冰川反射率，增大了净辐射的吸,粒物则是冰川表面粉尘颗粒物的重要组成部分之一。黑,溶胶沉降在冰雪表面产生的辐射强迫可加速冰雪消融，,消融。 中国西部雪冰黑碳的平均浓度为63ng/g，高于北半,(+4.02.0)W/m。 黑碳-雪冰辐射效应可导致近地面增,微弱。而南亚排放的黑碳经季风输送，可爬升并沉降于喜,北部黑碳的主要构成是化石燃料燃烧产物(6616%)，来,-恒河平原,根据 Li et al（2015）数据改绘,在冰川表面热量平衡中，冰川表面接收热量的一半以上取决于冰川表面反射率大小。近几十年来，随着气温升外，雪层内具有较高反射率的细粒雪减少，杂质含量高，消融区，由于冰川表面含有大量融水传输的粉尘颗粒，随色大大加深。与此同时，由于气温升高，消融区面积扩大，收，从而成为冰川加速消融的原因之一。冰川表面的粉尘颗粒物有利于辐射能量的吸收。黑碳颗碳是由生物质和化石燃料燃烧形成的悬浮粒子。黑碳气并改变陆面反照率，影响陆面辐射平衡，进一步加速冰雪球其他地区的实测结果， 产生的平均辐射强迫为温0.1-1.5摄氏度，雪水当量减少525mm。全球黑碳排放清单显示，中国西部地区自身的黑碳排放马拉雅山脉的冰雪上，甚至进入青藏高原腹地。 青藏高原自于中国西北地区的人类活动排放。, 冰川表面粉尘提高冰川对辐射的吸收,德里,经度(E),纬度(N),生物质燃烧液体燃料燃烧煤燃烧,BC传输自东亚北京东亚印度河当地人类活动排放BCBC传输自南亚图1-8 青藏高原及周边地区雪坑样品中的黑碳（Black Carbon，BC）组成及来源,中国冰川变化影响,布拉马普特拉河,冰川消融的加速将加剧水资源危机青藏高原冰川自20世纪90年代以来呈全面、加速退缩趋势，融水在逐年增加。1961-2006年间全国年平均冰川融水径流量为630亿m3 ，其中，1960年代为518亿m3 ，1970川变化引发的水资源时空分布和水循环过程的变化，无疑将给中国西部，尤其是寒区的社会经济发展带来深刻影响。从短期来看，冰川融水的季节性变化将导致水资源时空分布变化和灾害风险的上升。在山地流域，较高的气温加速了春季融雪的速率，缩短了降雪季节的时间，导致更快、水形成的绿洲经济将受到巨大的挑战。从长期来看，冰川融水径流的增加并不可持续，当冰川融水达到峰值(PEAK WATER)后，剩余的冰川容量将不能维持径流的增加，冰川融水将急剧减少，冰川下游的人类生,冰川融水达到峰值前的径流增加量0 25 50 75 100冰川融水达到峰值（年）1980 2010 2040 2070 2100图2-1 各流域冰川融水径流量达到峰值的时间 （Huss & Hock, 2018),(2042),(2026),莱茵河,多瑙河,隆 河,肖尔索河 60oN(2006),波 河,鄂毕河,咸 海,库班河,(2003)(2051),黄 河,印度河,长 江,湄公河,恒 河,(2049),(2051),(2004)巴尔喀什湖,(2051),40oN0 oE,格罗马河(2006)(2006)(2006)20oE,40oE,(2045)60oE,塔里木河(2044)雅鲁藏布江/(2049)80oE,(2051)(2028)怒江/萨尔温江(2049)100oE,木河干流水量的补给量占73.2%。阿克苏河是,5.14104km2。库马拉克河和托什干河是阿,游汇入的一条支流。,库马拉克河,3195.41 k,431.05 k,983.02 k,Kilometers,案例 I对河流的补给作用及对绿洲经济的影响,阿克苏河流域冰川消融对河流补给作用阿克苏河是塔里木河最大的一条源流，对塔里天 山 南 坡 净 流 量 最 大 的 河 流，流 域 面 积克苏河的两大主要支流。台兰河是阿克苏河中,图2-2 阿克苏河流域示意图,W,阿克苏市,0,37.5,75,150,225,300,NES湖 泊河 流冰 川县 域流 域,托什干河柯坪县叶尔羌河,和田河,塔里木河,阿克苏河阿瓦提县,伊塞克湖,1324 k,阿图什市托什干河流域面积流域冰川面积,阿合奇县18400 k,萨雷扎兹-库玛拉克河流域面积流域冰川面积萨雷扎兹河温宿县乌什县,12816 k台兰河流域面积流域冰川面积台兰河,累积物质平衡/mm,年物质平衡/mm,年径流/108m3,年物质平衡,库马拉克河与台兰河都是以冰川融水补给为主的河流，冰川融水分别占到其总径流的52.4%和69.7%。库马拉克河流域冰川覆盖面积3195.41km2，冰川融水变化对流域年的平均年径流量比1957-1993年年均增加了10.56108m3，即增加了23.6% 。 在过去50年由于气温升高引起的冰川净消融额外补给河流的径流量达309.47108m3，相,图2-3&4 1957-2006库马拉克河流域平均冰川物质平衡变化及年径流变化库马拉克河流域的平均年径流量在1993年后急剧增加，年最大洪峰流量也相应发生变化， 1994-2006年与1957-1993年的平均年最大洪峰流量比较增加37%，且大部分超代以来的高温期表现出每年甚至一年两次溃决的势头，而且洪峰流量与总洪水量均呈增加的趋势。,年,年,累积物质平衡,地区共有人口250.83万人，国民经济绿洲经济发展以第一产业为主，灌溉农业发展迅,配密切相关。,年-2018年阿克苏河流域植被覆盖面积由10976.13km,2增加到13065.00km2(见图)，,一区域绿洲经济快速发展成为可能。,苏地区水资源总量为62.74亿m3，人均水资源占有量为2364m3/人，而2016年全年阿,苏地区一产用水达到105.77亿m3，占比97.5%，人均用水4253m3/人，为全年人均水资,气候变化下冰川加速消退引发的水资源短缺威胁。,2000,1,2018,1,依赖冰川融水的阿克苏河流域绿洲经济阿克苏地区包括阿拉尔市、阿克苏市和柯坪县等9个行政单位。截至2016年底，阿克苏速，主要作物类型是棉花、小麦、玉米等。绿洲灌溉作物的种植与流域水资源补给与分自1980年以来，阿克苏河流域绿洲面积不断扩大，依据 数据分析得到2000增长19.03%，耗水量快速增加。阿克苏河流域冰川融水对径流补给的快速增长使得这然而这一快速增长趋势并不可持续。依据新疆自治区统计年鉴-2017 ，2016年阿克克苏地区用水总量达到108.48亿m3，超额用水占全年水资源总量72.9% 。2017年阿克源占有量的1.73倍。这一发展态势将导致该流域内人口、城市和产业的快速增长面临,0,0图2-5 2000和2018年夏季同期阿克苏地区NDVI指数对比,NDVINDVI,NSNS,WW,EE,少了13.8%。据天山1号冰川长期观测结果分析，乌鲁木齐河源区径流增,1959-2009年1号冰川的冰储量亏损达-2402.6104m3， 即51年来1号冰川,年天山1号面积为1.94km2。自1986年起冰川强烈退缩，导致天山1号冰川末,1.83km2，2001年冰川面积1.71km2。2011年以后，整个冰川处于净损失状,积减小至1.51km2，较1964年面积减小了22.2% 。,1986年后，冰川退缩速率显著加快。1962-1986年减小速率为0.005km2/a，1986-2018为0.0106km2/a。,历史数据：李开明，陈世峰，康玲芬等，2018；2018年最新数据：绿色和平,案例 II及对乌鲁木齐市社会经济影响乌鲁木齐河流域概况乌鲁木齐河流域位于天山北坡中段，准噶尔盆地南缘，属于典型的大陆型气候区。研究表明乌鲁木齐河流域年内径流中，26.7%来自于冰川融水补给，说明乌鲁木齐河是一乌鲁木齐60%以上的生活供水任务由乌拉泊水库承担，而天山1号的冰雪融水占水库总水量的60% 。,乌鲁木齐河冰川变化及预测1964年乌鲁木齐河流域共有冰川155条，面积48.04km2，至1992年面积减加的70%来自于冰川加速消融补给。根据1号冰川的物质平衡数据推算消融掉了其储量的22.4%，至少提供了2520.8104m3融水径流量。天山1号冰川自1959年观测以来一直处于退缩趋势。历史数据表明，1964端在1993年发生分离，成为东、西两支独立的冰川。1992年测算面积减小至态。绿色和平通过Sentinel2卫星影像解译分析得出2018年天山1号冰川面,图2-6 1960-2018年天山一号冰川面积变化及退缩速率1986-2018年冰川面积退缩速率增加至上一时间段的2倍。,1962-19861986-2018年,面积/k,(DXG2)下，融水径流将在2030年达到峰值随后冰川径流将快速减少，到本世纪末，天山1号冰川将完全消失，对下游流域造成严重的水资源危机。,图2-7 天山1号冰川不同气候情景下长度、面积、体积和冰川径流未来变化(李忠勤等， 2018),依据李忠勤等的预测，在BAU情境下天山1号冰川将在未来50-90年内加速消融乃至消失。冰川融水径流将在2050年左右达到峰值，而在急速升温的大西沟升温情景,海拔,过去的几十年中，该地区的冰湖溃决洪水(GLOFs)造成了灾难性,喜马拉雅潜在的GLOFs风险。,大了56.4km2，增加约14.1%。 在高海拔地区发现了许多冰川湖,共有118个冰湖泊被确定为迅速扩张的湖泊，其分布与喜马拉雅,根据Nie et al（2017）数据改绘,冰川灾害风险剧增西北干旱区冰川、积雪广泛分布，在其融水补给河川径流的同时，也常伴有冰川洪水、融雪洪水、冰湖突发洪水、冰川泥石流、冰雪崩和风吹雪等冰雪灾害发生。随着全球气洪水、雪崩和风吹雪随着气候变化引起的冬季积雪增加和气温升高，其灾害强度在增强;冰崩灾害随着气温升高引起的高山冰体崩解而呈增加趋势。在青藏高原已观测到近冰湖增加和冰湖溃决洪水的潜在威胁增加冰湖是由于冰川退缩产生的融水在冰川末端或者侧部汇集而成雅山地区。在气候变化驱动下，这些区域冰川的冰雪融水不断增, 喜马拉雅山区冰川湖泊快速扩张喜马拉雅是世界上最高的山脉，是大量冰川和冰川湖的家园。在的破坏和死亡。最近的变暖导致了冰川湖的剧烈变化，并增加了喜马拉雅冰川湖从1990到2015年，总数增加了401个，总面积扩泊，特别是由于冰川退缩而形成的新前冰川湖泊。在2015年，总山发生的历史冰湖溃决洪水事件高度一致。,形成/消失的频次 面积 图2-8 喜马拉雅地区1990-2015年间新形成的和新消失的冰川湖海拔分布及面积统计,消失形成,温、强降雨等极端天气条件增多，造成冰湖溃,中国冰川阻塞湖溃决洪水主要分布于新疆叶,库马拉克河谷，冰碛阻塞湖溃决洪水(或泥石,山东段。这种突发性洪水起涨快,涨率大，洪峰,地形条件、海拔高度等多种因素的共同作用。,湖溃决洪水的核心原因。 随着气候变化的趋势,更加活跃，可以预计，在21世纪GLOFs发生率,Kilometers,图2-9 高亚洲地区冰冻圈冰湖溃决洪水灾害分布图,0,200,400,800,1200,1600,NS,W,E,蒙古高原黄土高原,云贵高原,冰川阻塞冰湖洪水多发区冰碛垄阻塞湖洪水多发区,恒河平原, 气温和降水增加显著有利于冰湖溃决随着气温升高、冰川融水增加、降雨量增加、高决及伴生的泥石流灾害的可能性急剧增大。在尔羌河上游的克勒青河谷和阿克苏河上游的流)集中分布于喜马拉雅山中段和念青唐古拉高，洪量小，洪水时间短促。引起冰湖溃决的主要因素取决于降水、温度、而全球气候变暖所导致的冰川消融是引起冰不断增加，冰川和湖泊对人为气候变暖的反应将大幅增加。,祁连山脉横断山脉,喀喇昆仑山脉,准噶尔盆地天山山脉塔里木盆地昆仑山脉青藏高原喜马拉雅山脉,叶尔羌河上游冰湖溃决性洪水灾害,内冰川总面积的45.7%，控制年径流量40.37亿m3。在气候变化背景下，叶尔羌河流域冰川由正平衡转为,编目期间由557条增加至572条，总面积减小299.36km2。 克亚吉尔冰川及特拉木坎力冰川跃动前进，,水头下泄，是叶尔羌河上游形成冰湖溃决型洪水的直接原因。冰川湖溃决引发突发性洪水，是叶尔羌河,量不断扩大。7月24日，堰塞湖水体体积达到3000万m3左右，预计溃决后下游库鲁克栏干水文站流量将,上，部分区域达40C以上。高山冰雪快速融化，挡住堰塞湖的“冰坝”自身因升温而融化。8月10日凌晨，克,下，喀什地区叶尔羌河库鲁克栏干站2018年8月10日19时流量达到1570m3/s，超警戒流量370m3/s(警,2018/08/06,2018/08/11,显示叶尔羌冰湖溃决前后变化,2018年8月叶尔羌河上游冰湖溃决事件2018年7月以来新疆大部分地区持续高温，冰雪消融强烈，克勒青河上游的克亚吉尔冰川堰塞湖面积、容达到2000m3/s以上。8月5日以来，新疆大部分地区出现持续高温天气。南疆塔里木盆地大部37C以亚吉尔冰川堰塞湖溃决。溃决时冰川湖储水量已经达到6000万m3。溃决时，有3500万m3洪水倾泻而戒流量为1200m3/s)。,图2-10 Sentinel 2 卫星影像,