除 多

（1. 西藏高原大氣環(huán)境科學研究所，拉薩 850000；2. 西藏高原大氣環(huán)境研究重點實驗室，拉薩 850000）

引言

雪崩是指因積雪過多，山體難以承受其重力而發(fā)生的坍塌，是危害性極大的自然災害之一。雪崩、滑坡、山洪、泥石流和崩塌構(gòu)成了山區(qū)主要自然災害類型[1]。雪崩因受低溫條件的限制往往發(fā)生在人煙稀少的高山高海拔地區(qū)，所以過去常常被人類忽視。隨著人類活動在高寒積雪山區(qū)的逐漸增多和全球氣候變暖，雪崩對人類生命財產(chǎn)和生產(chǎn)生活造成的影響正在逐漸擴大，災害發(fā)生的頻率也在逐漸增多。1970年5月31日，秘魯安第斯山最高峰瓦斯卡蘭山因地震誘發(fā)的巨大雪崩造成2萬人死亡，是迄今為止世界上傷亡最慘重的一次雪崩災害[2]。1991年1月3日，我國云南梅里雪山發(fā)生雪崩事件，17 名中日登山隊員全部遇難。2014年4月18日和10月14日先后在尼泊爾珠穆朗瑪峰(以下簡稱珠峰)南坡和安納普爾納峰附近發(fā)生的雪崩分別造成16人和43人死亡。2015年4月25日，8.1級尼泊爾地震波造成珠峰山體晃動，引發(fā)致命雪崩，造成23人喪生。喜馬拉雅山西段每年因雪崩死亡的人數(shù)達40人[3]。美國每年因雪崩致死的平均人數(shù)超過了地震和泥石流[4]。我國近年來僅天山地區(qū)每年因雪崩造成的死亡人數(shù)就達10人[5]。據(jù)推測，全球每年都要發(fā)生數(shù)萬起雪崩[6]。

西藏是我國雪崩災害多發(fā)和頻發(fā)地區(qū)，基本上每年都有雪崩致人傷亡的報道，且雪崩災害有逐年增加的趨勢。1996年3月24日波密縣然烏雪崩造成64人遇難；2011年3月24日波密縣嘎隆拉山發(fā)生雪崩，造成10 余人失蹤；2013年2月6日阿里札達縣薩讓鄉(xiāng)因雪崩造成6人死亡；2013年10月16日喀則定日縣山區(qū)發(fā)生雪崩，造成4人遇難；根據(jù)調(diào)查記錄數(shù)據(jù)，2015~2019年西藏共發(fā)生冰崩雪崩災害110起，造成25人死亡[7]；2021年4月3日波密縣八蓋鄉(xiāng)發(fā)生雪崩，途徑這一地區(qū)的所有人因及時撤離未造成傷亡。2016年7月17日阿里日土縣阿汝錯湖區(qū)的53號冰川暴發(fā)了冰崩，造成當?shù)?名牧民遇難，這是西藏首次記錄到的冰崩災害。同年9月21日，同一冰川群的50號冰川再次發(fā)生冰崩。如此大規(guī)模的冰川崩塌事件連續(xù)發(fā)生在一直以來冰川活動較為穩(wěn)定的西藏西北部地區(qū)極其罕見[8]。該冰崩事件在國內(nèi)外引起了很大反響。國內(nèi)外許多知名科學家紛紛研究此次冰崩發(fā)生的原因[9]。冰崩發(fā)生后，冰崩體的后期融化使其下游湖美瑪錯水位上漲迅速，2016~2019年湖泊水位升高3 m，冰體融化對湖泊擴張的貢獻率達到23%[10]。

雪崩是積雪山區(qū)經(jīng)常發(fā)生的一種自然現(xiàn)象，時常造成嚴重的災害。雪崩災害具有季節(jié)性、突發(fā)性、潛在性、重復性和區(qū)域性等特點，往往給人類社會帶來嚴重影響。為了減輕和解決雪崩災害的影響，我國科研工作者從20世紀60年代開始圍繞著我國雪崩的分布、分類、形成機理以及防治工程等開展了大量卓有成效的研究工作[1]。1964年，中國科學院地理研究所冰川凍土室首次對西藏古鄉(xiāng)地區(qū)雪崩進行了專門觀測研究。1967年，中國科學院蘭州冰川凍土研究所與多家單位聯(lián)合組建了新疆雪災考察防治工作隊，對天山公路積雪及其災害進行了全面考察與研究，并在天山西部鞏乃斯河中游海拔1776 m處建立了中國第一個積雪雪崩研究站-中國科學院天山積雪與雪崩研究站，開展雪崩觀測研究已有50多年的歷史。20世紀70~80 年代，我國多家單位先后對喀喇昆侖山和橫斷山區(qū)的雪崩、冰川泥石流、山洪以及天山公路和川藏公路沿線雪害和雪崩進行了考察，并建立了半定位觀測研究站。作為我國雪崩研究的先驅(qū)，王彥龍對我國山區(qū)積雪和雪崩進行了廣泛深入的考察研究，初步摸清了我國雪崩類型、危害范圍、分布規(guī)律及雪崩的區(qū)域特征，系統(tǒng)地總結(jié)了上世紀60~80年代我國山區(qū)積雪、雪崩及其災害治理方面開展的試驗觀測和科學考察的研究成果[1]。謝自楚等[11]系統(tǒng)總結(jié)了跨國天山地區(qū)的積雪資源和雪崩觀測研究成果。胡汝驥[12]對我國天山地區(qū)的積雪和雪災防治進行了系統(tǒng)研究。但是，21世紀以后，我國雪崩研究相比其他冰凍圈要素和災害研究存在明顯滯后，研究人力物力投入明顯不足，監(jiān)測預警服務體系有待完善，災害防治工作和科研成果已遠不能滿足當前山區(qū)道路交通安全、旅游休閑和登山探險等方面的需求。

西藏東南部雪崩分布廣泛，數(shù)量眾多，成災率高，雪崩挾帶大量泥砂石塊淤埋公路，堵塞交通，給當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展帶來嚴重危害。為有效減輕和解決雪崩對川藏公路道路通行安全的影響，從1960年代開始，我國科技工作者對藏東南雪崩開展了大量的研究工作。20世紀70~80年代中國科學院蘭州冰川凍土研究所等單位先后對橫斷山脈和川藏公路沿線雪害和雪崩進行了觀測和考察研究。鄧養(yǎng)鑫[13]對藏東南古鄉(xiāng)地區(qū)雪崩的分布、類型、活動狀況、形成條件及其在高山自然地理過程中的作用進行了考察研究。王彥龍[1]通過長期的實地調(diào)查和研究指出西藏境內(nèi)影響較大的雪崩為濕雪雪崩。楊逸疇[14]對雪崩在內(nèi)的川藏公路通麥段主要山地災害類型及其成因和防治途徑進行了研究，提出了在山地災害詳查和區(qū)劃的基礎(chǔ)上，建立監(jiān)測預警系統(tǒng)及重點區(qū)域工程防治為主的思路。

近十年來，西藏的雪崩研究主要在川藏公路沿線的雪崩災害防治和對川藏鐵路的潛在影響方面開展了一些工作，且多側(cè)重于災害和危險性評價。趙鑫等[15]通過歷史資料分析和實地考察，結(jié)合谷歌地球遙感影像，對川藏公路開通以來安久拉山至古鄉(xiāng)段所發(fā)生的雪崩災害進行統(tǒng)計，揭示了研究區(qū)雪崩的分布規(guī)律。陳祥方等[16]通過制定雪崩災害指標體系，應用層次分析法和模糊綜合評價法建立了川藏公路安久拉山至古鄉(xiāng)段雪崩災害危險性分區(qū)模型。李靖等[17]應用層次分析法和GIS技術(shù)繪制了川藏公路帕隆藏布流域雪崩危險性分區(qū)圖，在此基礎(chǔ)上對川藏鐵路通過該流域的線路方案選擇和通過形式提出了具體建議。高傳東等[18]以帕隆藏布流域為例，探討了基于GIS 技術(shù)的災害多發(fā)區(qū)線路方案優(yōu)選策略。楊天軍[19]通過研究川藏公路雪崩形成機制，借鑒國內(nèi)外災害預警技術(shù)，提出了基于紅外和振動的雪崩監(jiān)測預警系統(tǒng)，并在扎墨公路和318國道K3912路段進行了應用示范。馬東濤等[20]對中尼公路沿線吹雪、積雪和雪崩雪災的分布和形成機制進行分析，并提出了各類雪災的防治對策。尼泊爾“4.25”地震后，針對中尼公路聶拉木至友誼橋段損毀嚴重等問題，劉昭等[21]將防雪棚洞和明洞兩種治理雪崩災害的方法應用到該路段雪崩災害治理，在工程中取得了良好的實際應用效果。

近二十年來，隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，獲取遙感數(shù)據(jù)的能力得到了空前提升。局地到全球的逐日衛(wèi)星遙感觀測已成為現(xiàn)實，云計算使得海量遙感數(shù)據(jù)處理成為可能[22]，衛(wèi)星對地觀測手段發(fā)生了翻天覆地的變化，并在全球自然災害與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和研究中得到了廣泛應用。由于衛(wèi)星對地觀測技術(shù)的發(fā)展，通過衛(wèi)星遙感能夠?qū)Φ孛娣e雪進行逐日或逐日多時次的觀測，高分辨率的數(shù)字高程模型以及衍生的坡度和坡向等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)已廣泛應用于對地觀測和研究的各個領(lǐng)域，在冰凍圈其他要素的觀測和反演領(lǐng)域也得到了應用。但是到目前為止，這些數(shù)據(jù)在雪崩及其災害的空間分布特征等研究領(lǐng)域存在應用不足。

本文在概述國內(nèi)外和西藏的雪崩災害研究歷史、現(xiàn)狀及存在不足的基礎(chǔ)上，通過綜合參閱前人的研究成果，分析西藏高原整體和重點區(qū)域的雪崩災害空間分布特點及主要影響因子，利用西藏高原積雪空間分布和坡度數(shù)據(jù)對西藏雪崩易發(fā)區(qū)進行制圖和評價，提出了西藏雪崩災害監(jiān)測預警系統(tǒng)的建立及防治途徑。研究工作目的是深入揭示西藏山區(qū)雪崩和雪崩災害的空間分布特征和時間演變趨勢，進一步提高對西藏雪崩災害的認識，為了解和防治西藏雪崩災害及建立健全監(jiān)測預警系統(tǒng)提供科學的決策依據(jù)。

1 西藏雪崩災害

1.1 整體概況

作為青藏高原的主體，西藏位于青藏高原西南部，北起昆侖山、唐古拉山，南至岡底斯山、念青唐古拉山為廣闊的藏北高原，往南則是以雅魯藏布江干支流為主的藏南谷地，最南以近東西向的喜馬拉雅山為界。唐古拉山和念青唐古拉山往東延伸發(fā)生由近東西向南北向的轉(zhuǎn)折，形成藏東南近于南北向排列的橫斷山脈。在這些平行的山脈之間分別挾持著怒江、瀾滄江和金沙江。

藏東南地區(qū)由于受到印度洋暖濕氣流的影響，冬春季節(jié)降雪豐富，加之該地區(qū)山高坡陡，每年春季冰雪消融期經(jīng)常發(fā)生雪崩，常給交通、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財產(chǎn)造成嚴重的危害[23]。在藏東南念青唐古拉山系東段以及與喜馬拉雅山東段之間雪線上下冰雪崩作用盛行[1]。雅魯藏布江大拐彎處附近巨大的雪崩可將雪崩雪搬運到海拔2400 m的亞熱帶谷地，局部地區(qū)出現(xiàn)由雪崩形成的再生冰川[24]。

除了藏東南之外，西藏南部的喜馬拉雅山脈南坡由于地形抬升作用降雪多，地形陡峭，非常有利于雪崩的發(fā)生。喜馬拉雅山南坡中尼公路聶拉木至友誼橋段冬春季節(jié)經(jīng)常發(fā)生雪崩和風雪流，給交通運輸和人民生命財產(chǎn)帶來極大危害。此外，吉隆、普蘭、扎達和定日等地的喜馬拉雅山南坡地段也時常發(fā)生雪崩，造成人員傷亡。而位于尼泊爾和印度境內(nèi)的喜馬拉雅山脈地處氣流的迎風坡，冬春降雪強度大，加之地形陡峭、海拔高，所以無論從雪崩規(guī)模、災害損失程度和人員傷亡均遠大于我國境內(nèi)的喜馬拉雅山脈南坡。而高原內(nèi)部地形起伏平緩、氣候干燥、降水量少，雪崩發(fā)育受到抑制，僅在海拔5000 m以上的積雪山區(qū)和冰川作用區(qū)才有常年雪崩存在[1,25]。

根據(jù)西藏雪崩調(diào)查數(shù)據(jù)，2015~2019年西藏共發(fā)生了雪崩(含冰崩)災害110起，造成25人死亡[7]。這些雪崩災害在空間上集中分布在三個區(qū)域，分別是念青唐古拉高山區(qū)(47起)、喜馬拉雅山區(qū)東部(27起)和喜馬拉雅山中段南坡定日至聶拉木沿線(20起)。三大區(qū)域的雪崩災害占災害發(fā)生總數(shù)的85.5%。從區(qū)域分布來看，昌都和林芝雪崩災害發(fā)生頻次最高，記錄的雪崩災害分別是39次和37次，其次是日喀則16次，而拉薩無雪崩記錄，阿里僅1次。從縣域分布來看，日喀則聶拉木縣、林芝墨脫縣和波密縣雪崩發(fā)生次數(shù)最高，分別為22次、20次和13次，全區(qū)雪崩災害占比依次是20.0%、18.2%和11.8%。

西藏全區(qū)110起雪崩災害中，65起有具體的發(fā)生時間。從這65次災害發(fā)生的時間特征來看，主要集中在春季和冬季，除6~10月外其他月份均有雪崩災害發(fā)生，從12月開始發(fā)生頻次逐月增加，3月達到最高31次，占全年總次數(shù)的47.7%。從變化趨勢來看，西藏雪崩存在逐年增多的趨勢。2016年之前，雪崩發(fā)生次數(shù)較少，均少于10次；2017年開始連續(xù)三年雪崩災害發(fā)生次數(shù)超過10次，2017~2019年共計發(fā)生52次，占雪崩發(fā)生總次數(shù)的80.0%。

雖然高原內(nèi)陸因降水和地形條件的限制，季節(jié)性雪崩很少發(fā)生，但是在全球氣候變暖影響下，近年來冰崩災害時有發(fā)生。2016年7月17日，西藏阿里地區(qū)日土縣東汝鄉(xiāng)阿汝錯湖區(qū)的53號冰川暴發(fā)了冰崩災害，造成9名牧民遇難，數(shù)百頭牲畜被埋，大量草場被毀。這是西藏首次記錄到的冰崩災害。9月21日，附近的50號冰川再次發(fā)生崩塌。如此大規(guī)模的冰崩一年內(nèi)兩次發(fā)生在冰川活動較為穩(wěn)定的西藏高原西北部同一冰川群內(nèi)實屬罕見[8]。

1.2 重點區(qū)域雪崩災害

1.2.1 川藏公路安久拉山至古鄉(xiāng)段雪崩

川藏公路安久拉山至古鄉(xiāng)段是川藏公路重要組成部分，該路段地處藏東南雅魯藏布江大拐彎附近，路線沿深山峻嶺、高山峽谷。由于特定的地質(zhì)地貌和水文氣象環(huán)境，使得該公路沿線山地災害極為活躍，不僅具有山地災害類型齊全、分布密度大、爆發(fā)頻次高的特點，而且活動規(guī)模之大、危害之高、影響范圍之廣，為國內(nèi)所罕見[13]。雪崩是其中的災害之一。受印度洋暖濕氣流的影響，該區(qū)域降水十分充沛，海拔5000 m以上山頂均發(fā)育了寬廣的雪山和我國罕見的海洋型冰川。雪線上下的冰雪崩作用強烈[1]。雪崩雪占藏東南古鄉(xiāng)冰川補給量的54%，占冰川儲水量的6.4%，是我國最大的雪崩作用區(qū)[13]。

古鄉(xiāng)的雪崩主要發(fā)生于春夏兩季。此時因為氣溫突然升高，積雪隨即迅速融化，融雪水滲入雪層內(nèi)，一方面破壞了雪粒間的粘結(jié)力而使雪層疏松易動，另一方面水滲入底層并沿著山坡流動，使雪層與地表之間形成了一個由水所構(gòu)成的滑潤層閉，從而引起雪層破裂與滑動并形成雪崩[13]。這種現(xiàn)象尤以晴天的中午出現(xiàn)最多。古鄉(xiāng)地區(qū)地形十分陡峻，加之大部分山坡基巖裸露，粗糙度降低，有利于積雪的滑落而形成雪崩。古鄉(xiāng)地區(qū)雪崩發(fā)生之頻繁實屬罕見，非冰川區(qū)的雪崩多數(shù)每年發(fā)生一次，少數(shù)每年發(fā)生數(shù)次，而多數(shù)冰川區(qū)的雪崩大多是終年發(fā)生[13]。

1.2.2 喜馬拉雅山脈南坡雪崩

喜馬拉雅山脈南坡由于受其南部暖濕氣流的影響和地形抬升作用，降水豐沛，加之地形陡峭，非常有利于雪崩的形成和發(fā)生。中尼公路位于喜馬拉雅山脈南坡的聶拉木縣境內(nèi)，該公路在冬春季節(jié)經(jīng)常發(fā)生雪崩和風雪流。中尼公路雪崩地段主要位于拉龍拉山至友誼橋之間的波曲河谷[25]。該段地形整體上由北向南傾斜，氣溫由南向北逐漸降低，而水汽由南向北推進，并隨著海拔的升高而減少。北面高聳入云的喜馬拉雅山成為水汽向北推進的巨大屏障，使氣流在其陡峻的南坡嚴重受阻，從而形成氣旋降水和山地降水[20,26]。樟木至聶拉木是南部水汽進入高原的通道和冷熱氣流的交匯處，降水量極為豐富，為中尼公路雪崩和風雪流的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，使其成為我國雪崩和風雪流的嚴重危害區(qū)之一。

2015年4月25日尼泊爾發(fā)生8.1級地震后，該路段受損嚴重，誘發(fā)了大量滑坡、泥石流、崩塌，同時受山地環(huán)境的影響，公路沿線在降雪季節(jié)存在積雪和雪崩等災害危險，道路安全隱患嚴重。為此，針對該路段雪害情況和特殊的地形地貌特征，提出了防雪棚洞和防雪明洞兩種永久治理雪崩災害的方法，并在工程中得到了實際應用[21]。除了中尼公路之外，位于喜馬拉雅山南坡的定日、吉隆、普蘭和扎達等地的積雪山區(qū)也容易發(fā)生雪崩災害。例如，1973年2月28日發(fā)生在吉隆溝麥拉扎青山雪崩造成了37名邊防官兵的傷亡。

1.2.3 喜馬拉雅山中段雪崩

位于喜馬拉雅山中段南坡的尼泊爾高山區(qū)極易發(fā)生雪崩災害，但是過去很少被關(guān)注。幾乎每年都有因各種雪崩災害事件發(fā)生造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失的報道。根據(jù)文獻記錄統(tǒng)計，1952~2020年尼泊爾共計發(fā)生了60多起雪崩事件，造成了363多人傷亡[27]。幾乎所有的尼泊爾高海拔山區(qū)易發(fā)生雪崩，其中雪崩事件數(shù)量和死亡人數(shù)在珠峰南坡的昆布地區(qū)最高[28]。近年來，雪崩和傷亡人數(shù)在尼泊爾其他地區(qū)也在增加，主要原因是高海拔地區(qū)人類活動的日益增加以及現(xiàn)代發(fā)達的信息通訊使得更多的雪崩事件得以記錄和報道。

2014年4月18日，珠峰南坡海拔大約5800 m的大本營附近發(fā)生了珠峰南坡歷史上最為嚴重的一次雪崩災害，造成16人傷亡，多數(shù)為夏爾巴登山向?qū)В环Q為“4·18”珠峰雪崩事件[28]。2015年4月25日，8.1級尼泊爾地震觸發(fā)了珠峰山體晃動，引發(fā)珠峰南坡一系列致命雪崩次生災害，造成至少23人傷亡和61人受傷。

2014年10月14日，一場多年不遇的暴風雪突襲南亞地區(qū)，導致喜馬拉雅山脈南坡的安納普爾納峰附近和木斯塘一帶發(fā)生多起雪崩事故，造成43人死亡，百余人失蹤，這是喜馬拉雅山最嚴重的一次登山災難。2020年1月17日，安納普爾納峰徒步路線上發(fā)生雪崩，造成至少7名游客在此次雪崩中遇難。1995年11月9~10日，強風暴襲擊了尼泊爾喜馬拉雅山區(qū)，導致在全國不同地區(qū)引發(fā)雪崩災害，結(jié)果在Pangkha村莊24人遇難，尼泊爾東部干城章嘉峰的雪崩導致7人喪生[27]。這一暴風雪是近50 a來秋季在喜馬拉雅山區(qū)發(fā)生的最強風暴事件，最終導致48人傷亡。

以上是在喜馬拉雅山中段南坡尼泊爾境內(nèi)發(fā)生的有報道的幾起最大暴風雪和雪崩災害事件。喜馬拉雅山南坡位于西南季風迎風坡，降雪量大，積雪和冰川分布廣泛，在喜馬拉雅高山陡峻地形條件下，極易造成雪崩。此外，該區(qū)域緯度較低，春季陽坡氣溫上升快，使山坡積雪穩(wěn)定性變差，容易造成雪崩。地處印度洋板塊和亞歐板塊交界處，多地震，也是這里誘發(fā)雪崩的重要因素之一。

1.2.4 喜馬拉雅山西段雪崩

位于喜馬拉雅山脈南麓西段的高海拔地區(qū)冰雪災害嚴重，下游地區(qū)人口稠密，水利資源開發(fā)集中[29]。在冬季鼎盛時期，喜馬拉雅山西段積雪面積大約為72000 km2，其中有2100個雪崩易發(fā)點，影響區(qū)域內(nèi)的各種主干道路。這些積雪區(qū)域的道路冬季因雪崩災害處于癱瘓狀態(tài)[30]。

喜馬拉雅山西段最早的雪崩事件記錄可以追溯到1838年，當時位于印度西北部喜馬偕爾邦拉胡爾地區(qū)的一個村莊完全被雪崩吞噬，造成60人和3000多頭牛的死亡。1979年3月發(fā)生在喜馬偕爾邦和查謨-克什米爾兩個邦的雪崩奪走了300多人和幾百頭牛的生命。1986年11月，強暴風雪天氣造成了上百人傷亡及大量財產(chǎn)損失。1988年3月，前所未有的降雪在查謨-克什米爾地區(qū)造成巨大雪崩災害，致200多人傷亡。根據(jù)過去30多年收集的資料表明，西喜馬拉雅山地區(qū)因雪崩平均每年造成30~40人死亡以及大量財產(chǎn)損失，而實際數(shù)字可能要比這個高很多倍，因為很多事件沒有被報道[3]。

根據(jù)媒體報道，2021年2月7日印度北部北阿坎德邦查莫里雪崩造成水壩損毀，發(fā)生洪水，造成70多人死亡，134人失蹤。但是國際山地中心(ICIMOD)和中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院等國際上多家科研機構(gòu)對此次洪水的起因、過程、影響及背景從不同角度進行了分析，結(jié)果表明此次山洪是上游山體巖崩引起的，冰湖潰決、雪崩和氣候變化不是直接原因[31]。該區(qū)域附近，2013年6月發(fā)生了山洪，泥漿和巖石摧毀了房屋和基礎(chǔ)設(shè)施，約有6000人死亡，被稱為“喜馬拉雅海嘯”。2021年4月23日，印度北部北阿肯德邦的尼蒂河谷發(fā)生雪崩，造成至少10人死亡，38人失蹤。

氣候變暖正在影響高山地區(qū)的冰凍圈，更多和更大的物質(zhì)坡移過程的發(fā)生概率正在增加，將對災害風險、人類福祉及陸地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響[32-33]。研究表明，在西喜馬拉雅山地區(qū)近幾十年觀測的氣候變暖伴隨著雪崩出現(xiàn)頻次的增加[34]?？茖W家利用樹木年輪技術(shù)重建了喜馬拉雅山南坡雪崩發(fā)生時間和運動距離的現(xiàn)有最長時間序列數(shù)據(jù)（150 a），并通用線性自回歸滑動平均模型建立了氣候變暖和觀測的雪崩事件增加之間的聯(lián)系。結(jié)果表明，冬季和早春的氣溫上升有利于積雪增濕和濕雪雪崩的形成，最近幾十年雪崩發(fā)生的次數(shù)和運動距離都在增加，與同期的氣候變暖關(guān)系密切[34]。

可見，近年來由于受到全球氣候變暖的影響，山區(qū)雪崩呈增加的趨勢，冰川崩塌事件也時有發(fā)生。但是山區(qū)地質(zhì)災害除了雪崩和冰崩之外，還有滑坡、山洪、泥石流、冰湖潰決、崩塌和巖崩等。所以，山區(qū)地質(zhì)災害一旦發(fā)生后，其首要的任務是應急救災，其后是對產(chǎn)生原因進行深入分析研究，尤其是通過對比災害事發(fā)前后的高分辨率衛(wèi)星遙感影像，對其災害性質(zhì)和觸發(fā)原因做出初步結(jié)論，并在條件可行的情況下，結(jié)合實地調(diào)查對災害性質(zhì)和產(chǎn)生原因做出最終結(jié)論，而非在缺少事實根據(jù)的情況下對發(fā)生災害的類型、性質(zhì)和主要觸發(fā)因子做出主觀判讀。準確認知災害性質(zhì)和觸發(fā)機制對于今后更好地避免或防治類似災害具有重要的現(xiàn)實借鑒意義。

2 西藏雪崩易發(fā)區(qū)

2.1 西藏積雪

積雪是西藏高原生態(tài)環(huán)境的重要組成部分和寶貴的水資源，積雪變化又對區(qū)域氣候產(chǎn)生重要影響，同時大量積雪在外營力作用下觸發(fā)的雪崩是西藏山區(qū)的主要自然災害之一。多項研究[35-36]表明，西藏高原積雪的空間分布極不均勻，念青唐古拉山及其東延的橫斷山脈、喜馬拉雅山及昆侖山和唐古拉山積雪豐富且覆蓋率高，而藏南谷地和藏北羌塘高原中西部積雪覆蓋率低(圖1)。海拔越高積雪覆蓋率越高，積雪持續(xù)時間越長，年內(nèi)變化越穩(wěn)定；海拔2 km以下積雪覆蓋率不足4%，海拔6 km以上覆蓋率達75%。如圖2所示，西藏多年平均積雪覆蓋率為16.3%，其中春季和冬季積雪覆蓋率相當，均為22%，夏季最小(5.3%)，秋季介于中間(16.2%)。春季青藏高原降雪日數(shù)最多，占全年的45%，平均積雪深度最大，雪深較大的臺站基本分布在高原西南邊緣和南部[37]。

圖1 西藏年平均積雪覆蓋率空間分布

圖2 西藏不同季節(jié)平均積雪覆蓋率空間分布（a. 春季，b. 夏季，c. 秋季，d. 冬季）

2.2 西藏雪崩易發(fā)區(qū)

積雪和一定范圍的坡度是雪崩形成和發(fā)生的必要條件。當山坡上的積雪達到一定深度時，雪層的下滑力大于抗衡力，山坡上的積雪突然崩塌形成雪崩。積雪山區(qū)能否發(fā)生雪崩，山體坡度起著關(guān)鍵作用。根據(jù)空間分辨率為90 m的SRTM西藏數(shù)字高程模型DEM，生成了相同空間尺度的坡度數(shù)據(jù)。對其計算表明，西藏絕大多數(shù)地區(qū)地形坡度<30°，占總面積的88.6%，坡度30°~50°的面積占整個高原面積的11.2%，而坡度>50°的面積僅占整個高原面積的0.2%。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料，最易發(fā)生雪崩的坡度為35°~45°，25°以下接近積雪的穩(wěn)定坡度，不易發(fā)生雪崩，而>50°的山坡，積雪不易保存，往往隨降隨崩，難以形成雪崩[38]。在瑞士和加拿大809起雪崩事件中的大量坡度數(shù)據(jù)分析顯示，絕大部分雪崩發(fā)生在坡度30°~50°范圍之內(nèi)，其中，坡度在39°左右時，雪崩頻數(shù)比例幾乎占全部雪崩數(shù)的40%以上[39]。大約90%的雪崩發(fā)生在坡度30°~45°，而98%的雪崩出現(xiàn)在坡度25°~50°。川藏公路兩旁絕大多數(shù)雪崩出現(xiàn)在坡度20°~50°，其中30°~45°為最佳雪崩出現(xiàn)坡度范圍，坡度>50°后，山坡上的積雪很難聚積，不易發(fā)生雪崩[40]。喜馬拉雅山脈雪崩發(fā)生的坡度一般>30°[20]。我國西北和西南山區(qū)大多數(shù)雪崩發(fā)生在坡度30°~45°，而坡度<15°的山坡上很少有發(fā)生雪崩；當山體坡度>60°時，降雪難以在山坡上積累，也就不會造成雪崩[1]。

根據(jù)上述研究結(jié)論，結(jié)合西藏地形地貌和積雪的空間分布特點，選取山體坡度30°~50°、基于2001~2014年MOD10A2 V5的積雪覆蓋率≥60%和海拔高度>3000 m作為西藏常年雪崩易發(fā)區(qū)的標準，最終繪制生成的西藏常年雪崩易發(fā)區(qū)空間分布(圖3)。如圖所示，西藏常年雪崩易發(fā)區(qū)主要分布在東南部念青唐古拉山及其東延的橫斷山脈，其次分布在西南和東部喜馬拉雅山區(qū)，在高原內(nèi)陸僅在有冰川和常年積雪分布的高山地形陡峭區(qū)域才有可能發(fā)生雪崩。西藏常年雪崩易發(fā)區(qū)面積非常有限，僅占整個高原面積的1.6%。由于受到降雪和溫度條件的限制，西藏雪崩季節(jié)性很強，主要發(fā)生在冬春兩季。冬季雪崩發(fā)生的標準與常年雪崩易發(fā)區(qū)標準一致，即坡度30°~50°、積雪覆蓋率≥60%和海拔高度>3000 m。由此標準生成的冬季高原雪崩易發(fā)區(qū)見圖4，在念青唐古拉山及南部喜馬拉雅山分布最集中，高原內(nèi)陸分布極為有限，僅在有冰川和常年積雪分布的高山區(qū)較多，其空間分布與常年雪崩易發(fā)區(qū)分布基本一致，只是其空間分布范圍比常年雪崩易發(fā)區(qū)有明顯擴大，占高原總面積的2.9%。

圖3 西藏常年雪崩易發(fā)區(qū)空間分布

圖4 同圖3，但為冬季

春季高原平均降雪量和降雪日數(shù)最多，平均雪深也在四季中最大，雪深較大的臺站基本分布在高原西南邊緣和南部[41-42]。但是，春季高原氣溫開始回升，地面積雪的時間短，消融快，為此春季高原雪崩易發(fā)區(qū)的積雪覆蓋率標準設(shè)定為>50%，坡度和高程與冬季和常年易發(fā)區(qū)標準一致。圖5給出了根據(jù)該標準繪制的西藏春季雪崩易發(fā)區(qū)空間分布。可以看出，西藏春季雪崩易發(fā)區(qū)空間分布與冬季基本類似，但其空間分布范圍要比冬季明顯擴大，占總面積的3.3%，總體空間分布位置相比冬季明顯偏北。

圖5 同圖3，但為春季

3 雪崩災害調(diào)查與監(jiān)測預警

3.1 雪崩災害調(diào)查

雪崩災害調(diào)查是詳細掌握和獲取雪崩災害性質(zhì)、特點、孕災環(huán)境、觸發(fā)因子和危害程度等信息的有效途徑，也是災害預防和管理的基礎(chǔ)性工作，對防災減災、預測預警和災害治理具有重要意義。雪崩災害調(diào)查方法分地面調(diào)查和遙感調(diào)查兩種途徑，也可以稱為接觸式和非接觸式調(diào)查方法。雪崩災害的地面調(diào)查方法主要是指傳統(tǒng)的野外實地考察，是一種全面獲取某一具體雪崩災害信息最為有效的途徑[43]。但是由于雪崩災害大多發(fā)生在冬春嚴寒季節(jié)，發(fā)生地點基本屬于高寒山區(qū)，加上山區(qū)地形地貌十分復雜，以及天氣、交通、工作條件等方面的限制，在多數(shù)條件下雪崩的現(xiàn)場實地調(diào)查工作難以開展，使得通過野外實地考察難以掌握雪崩災害的全面信息。但是，野外災害調(diào)查仍然是詳細了解雪崩災害程度、觸發(fā)因子、孕災環(huán)境狀況等不可或缺的途徑。

隨著遙感探測和計算機技術(shù)的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)的獲取能力、空間分辨率和計算機數(shù)據(jù)處理能力得到了空前的發(fā)展，并在局地到全球自然災害與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛應用。雪崩災害的地面調(diào)查存在巨大風險，很多條件下人類無法或無法及時開展高寒山區(qū)和復雜地形區(qū)域的災后實地調(diào)查，使得遙感技術(shù)已成為高寒山區(qū)雪崩災害調(diào)查的重要手段。通過對比雪崩災害發(fā)生前后的衛(wèi)星或無人機遙感影像數(shù)據(jù)可以確定災害發(fā)生的地點、范圍以及大致的損失程度等。由此可以初步制定救災減災的方案，還可以對災害發(fā)生區(qū)域進行連續(xù)的遙感監(jiān)測，實時掌握災害發(fā)生區(qū)域的動態(tài)變化特點，為防災減災提供更進一步的相關(guān)信息。遙感監(jiān)測的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)大范圍災害區(qū)域的宏觀調(diào)查。然而，目前遙感雪崩災害調(diào)查往往只能對大型雪崩災害進行簡單的遙感識別與定性分析，缺乏對雪崩災害的孕災環(huán)境、規(guī)模、危害程度等詳細的定量化的分析，還需由地面實地調(diào)查來彌補和驗證。

3.2 雪崩監(jiān)測及預警預報

雪崩監(jiān)測和預警預報是通過對雪崩形成原因的綜合分析和對關(guān)鍵指標的監(jiān)測，及時準確地向人們預報出雪崩發(fā)生的時間、地點及其規(guī)模，以避免因雪崩造成人員傷亡和財產(chǎn)損失[19]。

3.2.1 雪崩監(jiān)測

目前，雪崩監(jiān)測方式主要有地面站點觀測和遙感監(jiān)測兩種。地面站點觀測是通過容易發(fā)生雪崩的地區(qū)建立一個或者多個雪崩觀測站進行監(jiān)測。觀測要素包括常規(guī)氣象要素，如降水、降雪量、氣溫、濕度、風速、風向、天氣現(xiàn)象等，以及積雪要素的觀測，包括雪深、雪層溫度、雪密度、新降雪狀況等，其中新雪的降雪量及降雪強度都是導致雪崩的重要因素。通過這些觀測要素資料的長期積累，建立監(jiān)測地區(qū)雪崩的發(fā)生與天氣系統(tǒng)及監(jiān)測要素之間的關(guān)系，結(jié)合積雪層變化信息進行雪崩的預報。

雪崩的遙感監(jiān)測包括地基和空基兩種方法。雪崩是山區(qū)積雪條件不穩(wěn)定的一種指示信息。了解雪崩活動的過去和當前狀況是雪崩預報的關(guān)鍵。近年來，科技的進步發(fā)展了多種雪崩監(jiān)測系統(tǒng)。地基遙感由于不受能見度等條件的限制能夠?qū)ρ┍肋M行連續(xù)自動監(jiān)測，所以在雪崩業(yè)務監(jiān)測中得到了廣泛應用。目前有三種地基遙感雪崩監(jiān)測技術(shù)，即亞聲速探測器、雷達探測器及地震探測器。其中，雷達和亞聲速探測系統(tǒng)已應用于雪崩監(jiān)測業(yè)務之中。雷達探測系統(tǒng)能夠監(jiān)測到較小的雪崩。在監(jiān)測的雪崩達到一定大小情況下，亞聲速監(jiān)測系統(tǒng)不局限于一定的雪崩路徑。Mayer等[44]評估了安裝在瑞士阿爾卑斯山區(qū)三個不同地點的四個業(yè)務運行的亞聲波雪崩監(jiān)測系統(tǒng)的性能，結(jié)果表明監(jiān)測正確率隨著雪崩的大小而增加，隨距離而降低，且隨雪崩類型而變化。干雪雪崩總體上相比濕雪雪崩和混合類型雪崩能夠更好地被監(jiān)測到。大的雪崩(大致300 m寬和1000 m長)在3 km范圍內(nèi)可以很好地監(jiān)測到，正確率達到90%，空報率估計在13%~30%。楊天軍[19]在川藏公路安裝的紅外和振動雪崩監(jiān)測系統(tǒng)屬于地基遙感雪崩監(jiān)測系統(tǒng)。

積雪是雪崩的物質(zhì)來源，一定的山體坡度是山區(qū)雪崩發(fā)生的地形條件。山地地形是長期不變的，所以積雪的監(jiān)測成為雪崩監(jiān)測的關(guān)鍵。常規(guī)的積雪監(jiān)測主要依靠氣象觀測站。雖然地面觀測積雪精度和可靠性較高，但由于其空間分布有限，加上時間上的不連續(xù)性，無法實現(xiàn)大范圍積雪覆蓋的實時監(jiān)測。衛(wèi)星遙感積雪具有監(jiān)測范圍廣、觀測周期短，對積雪災害響應快速等特點，尤其是在地域遼闊、地形復雜和雪害頻發(fā)的地區(qū)，遙感技術(shù)已成為目前積雪監(jiān)測最為有效的手段，而且在大范圍積雪監(jiān)測中發(fā)揮著不可替代的作用[45-48]。雪崩大多出現(xiàn)在很冷季節(jié)和高海拔山區(qū)，只有衛(wèi)星遙感才能監(jiān)測這些復雜地形山區(qū)的地面積雪覆蓋狀況。根據(jù)衛(wèi)星遙感監(jiān)測的積雪覆蓋狀況及其動態(tài)變化，結(jié)合地面積雪和氣象要素的觀測數(shù)據(jù)以及當?shù)靥鞖忸A報可以實現(xiàn)局部到區(qū)域雪崩災害的監(jiān)測預警預報。目前，國際上基于衛(wèi)星遙感的雪崩監(jiān)測預警系統(tǒng)大多還處于研究階段，到正式的業(yè)務運行還有許多的工作要開展，還沒有正式常規(guī)業(yè)務應用的成功案例。但是，在詳細的山地雪崩災害調(diào)查基礎(chǔ)上，對不同類型的雪崩災害進行區(qū)劃，建立積雪和氣象要素的地面觀測系統(tǒng)，結(jié)合衛(wèi)星遙感手段，建立區(qū)域雪崩災害監(jiān)測預警服務系統(tǒng)是可行的，同時重點災害區(qū)域主要采取各種工程措施從根本上消除災害發(fā)生的隱患。此外，基于衛(wèi)星遙感的積雪覆蓋狀況及其季節(jié)變化特點，結(jié)合山地地形地貌、下墊面覆蓋特征和氣象要素可以實現(xiàn)局地到區(qū)域乃至全球的雪崩災害區(qū)劃和易發(fā)區(qū)的制圖及雪崩危險性評價等，可為區(qū)域雪崩災害防治和道路規(guī)劃設(shè)計提供基礎(chǔ)圖件和關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

3.2.2 雪崩預警預報

雪崩預報是在對山坡積雪穩(wěn)定性、積雪深度、雪層結(jié)構(gòu)，以及地形、坡度、下墊面特征、天氣氣候條件等與雪崩發(fā)生、運動有關(guān)的因素綜合分析和模式模擬后，及時向人們通報雪崩發(fā)生可能的時間、地點及其規(guī)模，從而保證人們提前安排好生產(chǎn)和生活。針對雪崩區(qū)的交通干線及時發(fā)出雪崩危險信號，防止盲目通行，從而避免不必要的傷亡事故[11,19]。

目前國際上對雪崩的預報研究較多，多是依據(jù)氣象因子和積雪內(nèi)部結(jié)構(gòu)監(jiān)測結(jié)果進行預測，常用方法有直接成因法、氣候和氣象法、雪層因子法等，重點是對雪崩發(fā)生前的信息采集處理和分析，并告知公眾雪崩發(fā)生的可能性[1,49]。雪崩警報則重點監(jiān)測雪崩發(fā)生和運動時刻產(chǎn)生的振動、聲響等特征并實時發(fā)出警報，在雪崩威脅來臨前為公眾撤離提供時間保障，但目前國際上已投入使用的警報系統(tǒng)鮮有報道。

雪崩是發(fā)生在積雪山區(qū)的一種多成因和多要素的自然綜合現(xiàn)象，每一次雪崩發(fā)生的內(nèi)部原因和外界條件都復雜多樣、千差萬別。所以，到目前為止，還沒有哪一種模式能夠用來預報不同地區(qū)和不同類型的雪崩。雪崩模式研發(fā)和應用還處于發(fā)展階段。雪崩預報像地震和天氣預報一樣，是一項復雜的工程，必須在對不同地區(qū)的地形、氣候和地表特征以及對不同類型積雪物理力學性質(zhì)和運動規(guī)律綜合分析研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當今較為成熟的數(shù)值預報模式，逐漸建立起比較成熟的能夠在大多數(shù)山區(qū)應用的雪崩預報模式。

雪崩災害防治方面，目前國際上普遍采用工程措施治理雪崩。常用的雪崩防治工程包括穩(wěn)雪、阻雪、導雪、植樹和人工激發(fā)等措施[49]。一般而言，在雪崩發(fā)生區(qū)可采用阻雪和穩(wěn)雪措施，運動區(qū)采取緩沖雪崩運動措施，堆積區(qū)內(nèi)則采用導雪或阻擋雪崩的措施。對道路危害嚴重，而且雪崩頻發(fā)區(qū)域可采用防雪走廊、棚洞和隧道等工程措施。

4 結(jié)論與建議

雪崩是西藏高寒山區(qū)的主要自然災害之一，時常帶來嚴重的生命財產(chǎn)損失。但是，目前對西藏雪崩災害方面的研究工作極為有限，監(jiān)測和預警預報服務遠不能滿足當前登山探險、休閑旅游和道路交通安全方面的需求。本研究目的是彌補這一方面的不足，提高對西藏雪崩和雪崩災害的認識，為深入了解和防治西藏雪崩災害及監(jiān)測預警服務系統(tǒng)的建立提供科學的決策依據(jù)，得出的主要結(jié)論與建議如下：

(1) 西藏東南部念青唐古拉山東延部分和喜馬拉雅山脈南坡是西藏雪崩發(fā)生頻次最高的兩個區(qū)域，高原內(nèi)陸僅在高海拔的積雪山區(qū)和冰川作用區(qū)才有常年雪崩存在。雪崩是西藏山區(qū)道路交通安全威脅最大的自然災害之一，其中川藏公路安久拉山至古鄉(xiāng)段和中尼公路拉龍拉山至友誼橋段是西藏受雪崩災害影響最大的兩個路段。

(2) 西藏高原周邊山峰林立，而高原內(nèi)陸廣大區(qū)域地勢相對平緩，絕大多數(shù)地形坡度<30°，占高原總面積的88.6%，坡度30°~50°的面積占高原總面積的11.2%，而坡度>50°的僅占高原總面積的0.2%。

(3) 西藏雪崩主要發(fā)生在冬春兩季，冬季雪崩易發(fā)區(qū)占全區(qū)面積的2.9%，春季則占3.3%，而常年雪崩易發(fā)區(qū)僅占高原總面積的1.6%。季節(jié)性雪崩大多發(fā)生在冬春強降雪之后，尤其是特大暴雪和連續(xù)強降雪之后在念青唐古拉山東延部分和喜馬拉雅山南麓等地山區(qū)極易發(fā)生雪崩，所以提高強降雪的預報服務水平是預防雪崩災害的重要途徑。

(4) 在川藏公路和鐵路段等關(guān)鍵區(qū)域繼續(xù)實施工程防治措施之外，在重點區(qū)域雪崩災害詳查和區(qū)劃的基礎(chǔ)上，加強地面和遙感監(jiān)測預警體系的建設(shè)以及相關(guān)的科學研究。

(5) 喜馬拉雅山區(qū)許多特大雪崩災害是地震引發(fā)的次生災害。因此，在平時的雪崩監(jiān)測預警預報中，除了要關(guān)注與雪崩產(chǎn)生物質(zhì)直接相關(guān)的降雪之外，山區(qū)地震是觸發(fā)雪崩災害的重要因素之一，這一方面應引起高度警惕。

(6)以登山和高山旅游探險者為重點人群，加大防災減災科普教育工作力度，提高公眾對冰雪災害的防范意識。