王飛騰 陳治理

冰棍是很多人童年中涼爽而又甜蜜的回憶。小時候，經常能看到大街上推著自行車賣冰棍的身影。但是不知道大家發(fā)現(xiàn)沒有，推車賣冰棍的人，都會在冰棍外面裹上厚厚的一層棉被。為什么要這樣做呢？難道不怕冰棍化嗎？

想要知道為什么，就必須要知道棉被的作用。被子的作用是保溫，或者說是阻止熱傳遞。在冬天蓋著棉被暖和，不是因為棉被本身暖和，而是因為棉被蓋在身上，可以保持身體的熱度不流失。因此，棉被不僅能夠保暖，還可以用來保寒。

如果冰棍可以通過蓋被子來保寒，那么冰川也可以蓋被子嗎？答案是肯定的。

我們到底為什么要給冰川蓋被子？這就要從冰川消融說起了。

1、冰川為什么需要蓋被子？

根據(jù)《中國氣候變化藍皮書（2020）》書中介紹，2019年，全球平均溫度較工業(yè)化前水平高出約1.1℃，是有完整氣象觀測記錄以來的第二暖年份。過去五年（2015～2019年）是有完整氣象觀測記錄以來最暖的五個年份。20世紀80年代以來，每個連續(xù)十年都比前一個十年更暖。

自1960～2019年來，全球山地冰川整體處于消融退縮狀態(tài)，2019年，全球冰川總體處于物質高虧損狀態(tài)，參照冰川平均物質平衡量達到～1131毫米，為1960年以來冰川消融最為強烈的年份。

在氣候變暖背景下，著名冰川學家施雅風院士等學者綜合考慮21世紀中國冰川對全球變暖響應，預計到2100年中國冰川面積和體積的減小率在30%～67%之間。尤其是中國的山地冰川在數(shù)量上以小冰川（面積小于1km2）為主，占到冰川總數(shù)的80%。數(shù)量眾多的小冰川應對氣候變暖，尤為脆弱。如不加人工干預，一旦小冰川呈現(xiàn)全面消融，則難以逆轉最終消亡的現(xiàn)實。

首先，冰川大量消融，勢必造成全球海平面升高。冰川融化后暴露的陸地和水面就會吸收太陽熱量，從而導致冰體融化更多，加速地面增溫過程，加劇氣候變暖。

其次，冰川消融，冰水流入大洋，可能會使大洋環(huán)流模式遭到破壞，造成冬季嚴寒，暴風雪成災，夏季高溫不退，暴雨、颶風、洪水泛濫等極端天氣。

最后，冰川消融更會給局部地區(qū)帶來災害。如果喜馬拉雅山冰川如此融化，在5～10年內，會使尼泊爾、不丹境內近50個冰川湖決堤而引發(fā)洪水泛濫，夏季冰川快速消融也會引發(fā)印度境內印度河、恒河水位上漲而造成洪災。相反，隨著冰川的退縮，大部分以冰川融水為水源的地區(qū)將會嚴重缺水，如秘魯、印度北部就因冰川的加速消融而面臨著缺水危機。

因此應用科學的方法，緩解冰川消融和保持水資源的可持續(xù)利用，在當前區(qū)域迅速增溫、冰川快速退縮的情境下，顯得尤為重要。

2、我們該如何應對冰川消融？

目前對冰川的研究主要集中在變化過程、機理和未來變化預估等方面，但是，在應對冰川消融的工程措施方面，相關研究極少。

冰川的消融與冰川表面的能量平衡密切相關，當冰川表面獲得的能量大于釋放的能量，冰川開始融化或升華，而冰川表面的這種能量收支主要受控于輻射平衡。冰川消融主要發(fā)生在夏季，方式有冰面消融、冰內消融和冰下消融。以冰面消融為主，太陽直接輻射和近地層大氣湍流交換是引起冰川消融的主要熱源。

所以有關學者研究發(fā)現(xiàn)在冰面直接實施人工降雪不僅能直接增加雪物質，也能增大表面的反照率，或者在冰面阻擋太陽輻射和冰面的熱交換也能夠有效的減緩冰川消融。

奧地利的冰川滑雪場就是利用人造雪維持雪道。研究估算，相比于沒有人工管理的雪面，人造雪貢獻了20 m厚的雪。值得一提的是，瑞士針對減緩冰川消融的研究已有所嘗試，科學家利用計算機模型，模擬在當前的CO2排放情境下，人工降雪減緩瑞士的Morteratsch冰川的退縮可達400～500m之多。同時，瑞士的科學家還將白色的羊毛毯覆蓋在瑞士的Rhone和Gurschengletscher冰川上，利用羊毛毯遮擋和反射太陽輻射來達到緩解冰川消融的目的。

這些工作雖然處于同類研究的最前沿，但前者僅停留于模型計算，而沒有實際觀測加以驗證，后者用遮蓋的方法來緩解冰川消融的效果亦尚未見報。

3、中科院是如何給冰川蓋上被子的？

今年8月，中科院研究團隊應用人工措施減緩達古冰川冰川消融的試驗中，就是采用在冰面覆蓋光熱阻隔物，從而阻擋太陽輻射和冰面的熱交換。

研究團隊給冰川蓋的“被子”，是一種隔熱和反光材料，主要是滌綸、晴綸、錦綸等高分子聚合物的合成纖維， 具有良好的防水和保溫作用。這種材料具有防紫外線、耐寒凍、抗化學腐蝕和抗生物破壞能力，同時對太陽光具有較強的反照、輻射衰減能力和低導熱能力。

在冰川表面鋪設隔熱和反光材料，可以減小太陽直接輻射和近地層大氣湍流交換對于冰川的影響，增大冰川表面的反照率。也就是像給冰棍保寒一樣，利用“被子”的保溫能力，阻止冰川與外部的熱交換，使隔熱和反光材料覆蓋下的冰川表面能維持一個相對較低的溫度，以此減緩冰川的消融。

此次給達古冰川覆蓋隔熱反光材料，從實驗結果來說，效果顯著，在兩個月內減緩了接近一米的消融量，大大減緩了冰川在全球變暖背景條件下的變化。從試驗成本和人力來說，需求不高，完全可以大規(guī)模推廣使用。從環(huán)境保護方面，試驗材料可以回收利用，既可以節(jié)約成本，又不會對周圍環(huán)境產生影響。

在全球變暖的背景條件下，冰川消融趨勢已經不可避免。如何減緩冰川對氣候變化的影響將會成為一個重要的議題，而覆蓋隔熱與反光材料肯定會是一個經濟、綠色的方式。面對中國西北冰川持續(xù)消融，給冰川“蓋被子”可以向西北部冰川推廣，以此來應對氣候變暖條件下的冰川消融趨勢。

延伸閱讀

全球變暖影響變溫動物壽命

據(jù)西方媒體稱，魚類、兩棲動物和爬行動物被稱為變溫動物，原因是它們無法主動調節(jié)體溫，其體溫受環(huán)境溫度影響。氣候變化引發(fā)的升溫現(xiàn)象會導致這些生物體的體溫上升，進而產生諸多后果。

據(jù)西班牙《公眾》日報網站報道，近年來多項研究表明，環(huán)境變化正對這些動物產生影響。溫度上升時，它們的生長速度會變快，熱浪等極端現(xiàn)象會使變溫動物出現(xiàn)熱應激。

報道稱，氣候變化引發(fā)的快速老化可能會對這些自然“居民”產生嚴重影響。相關科學家說：“相當明確的一點是，如果個體的壽命變短，其繁育后代的能力也可能受牽連?！?/p>

報道指出，當動物的有效生命縮短時，嚴重干旱、洪水、疾病或熱浪等任何外部現(xiàn)象都將降低它們的恢復能力，其繁育足夠多后代的時間也會縮短。此外，科學家稱，對一個物種老化速度產生的影響還可能殃及該物種所在生態(tài)網中的其他物種，例如會影響獵物、競爭者、寄生蟲的數(shù)量等。

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