航拍達古冰川。 楊建 攝（C視覺）

       四川在線記者 王若曄

       12月的達古冰川，正是旅游旺季。站在達古冰川的觀景臺上瞭望，天地遼闊、雪山巍峨。紛繁的雪花從天空中落下。如果不是用高清鏡頭捕捉，很難注意到冰川上覆蓋著的一層白色薄膜，這是緩解冰川消融的“被子”。

       從2020年開始，一群人來到達古冰川，開啟為冰川“蓋被子”的實驗。5年間，他們都做了啥？

科研人員在為冰川“蓋被子”

       冰川急劇消融帶來深遠影響

       如果在夏季來達古冰川研學，在探索冰緣帶高山植物、現(xiàn)代山地冰川地質(zhì)遺跡景觀等自然景觀之外，還會專門來到一處人造場景前，潔白的冰川表面，蓋著一層白色材料，就像是冰川的“被子”。

       為啥要給冰川“蓋被子”？面對前來研學的小小“科學家”們的疑問，達古冰川風景名勝區(qū)管理局（以下簡稱“達古冰川管理局”）科研處副處長張伏會展示一組圖片，這是達古17號冰川在不同時期的留影：在2005年7月，即使是盛夏，冰川也是身穿厚厚的積雪“外衣”，冰清玉潔透出冰藍色光澤。隨著時間的流逝，“外衣”越來越薄。10年后的8月，同樣的位置能看到裸露出的灰褐色巖石和下方的一汪湖水，視線再往上，才能看到一線雪白。

       “在海拔4860米處的冰舌末端，達古冰川融水形成了一個湖泊，叫做淚湖，天藍色的湖水就像冰川流下的眼淚，這些年這汪湖水越來越大。”張伏說。

       冰川是氣候的產(chǎn)物，對氣候變化的響應非常敏感，是全球氣候變化的一個“顯示器”。由于全球氣候變暖，冰川消融的速度在加快。《科學》（Science）雜志2023年的一篇研究文章，細致考察了全球21.5萬塊陸地冰川，認為隨著氣候變化加劇，世界上接近83%的冰川到2100年可能會消失，大多數(shù)眾所周知的小型冰川正在消失。

       地處青藏高原東南緣、海拔相對較低的達古冰川，就在消融路上疾步前行。根據(jù)最新研究數(shù)據(jù)，從

       1989年至2023年的34年間，達古冰川退縮了近76%，現(xiàn)有現(xiàn)代山地冰川10條，冰面積僅為0.5平方公里。

       “以前的冰墻有幾層樓高。”張伏見證了近10年冰川的消融，“厚度每年減少1至2米。如果按照這種消融速度，冰川可能就存在5至10年。”

       在氣候系統(tǒng)中扮演著重要角色的冰川急劇消融，就像蝴蝶撲動翅膀，帶來一系列影響。帶給當?shù)氐挠绊懽顬橹苯樱兄?ldquo;固體水庫”之稱的冰川消融到“拐點”，水補給不穩(wěn)定性增加，影響生態(tài)系統(tǒng)，成為地質(zhì)災害的風險源頭。影響更在千里之外，引起海平面上升，帶來更深遠影響。

冰川保護專家王飛騰（右）向管理局技術人員講解“冰川蓋被子”實驗原理。 楊建 攝（C視覺）

       2019年，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院研究員王飛騰，因為機緣巧合來到達古冰川。回想起第一次到訪的感受，從事冰凍圈科學研究已有10余年的王飛騰說，“冰川很小，一眼就能望到頭，也是進行保護實驗的好地方。”

       一方面，達古冰川是海洋性冰川，這種發(fā)育于海洋性氣候的冰川補給多，消融也多，活動性強，受氣候影響的變化很劇烈，小冰川面對氣候變暖尤為脆弱。另一方面，大部分冰山都在無人區(qū)，人力很難抵達，而達古冰川有“最近的遙遠”之稱，從成都駕車前往僅4小時。

       當年9月，達古冰川管理局與中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方約定在冰川變化監(jiān)測、冰川保護、冰川旅游及可持續(xù)發(fā)展等方面開展系列合作。隨后，一場為冰川“蓋被子”的實驗緊鑼密鼓地籌備起來。

科研團隊手提材料前往實驗場地

       17號冰川的第一場實驗

       達古冰川，形成于第四紀冰河時期，距今200多萬年，是罕見的現(xiàn)代山地冰川。其中，17號冰川、16號冰川、14號冰川最為壯美，是整個景區(qū)的靈魂所在。

       為冰川“蓋被子”的實驗就選在17號冰川，這是達古冰川地勢相對較緩、最好進入的冰川。每年7至9月，冰川表層積雪融化，露出古老冰川“肌理”，傳遞百萬年來氣候變化的訊息。

       “17號冰川以前是山谷冰川，就像一只手，冰川自上而下消融，手指慢慢融化了。現(xiàn)在只剩下‘手掌’，變成了冰斗冰川，繼續(xù)消融可能就剩下‘掌根’，變成‘嬰兒冰川’懸冰川，懸貼在山坡。”王飛騰說。

       2020年盛夏，全國首個應用“地球工程學”措施減緩冰川消融的實驗在達古冰川展開。地球工程，即是人類對地球氣候系統(tǒng)進行的大規(guī)模人為干預行為，以應對全球變暖或部分抵消全球變暖的影響，主要運用碳移除和太陽輻射管理等技術。17號冰川實驗就是運用的后者，通過人工干預，減少到達地球的太陽輻射，從而讓冰川“退燒”。

       首個實驗場地計劃500平方米，選在“手掌”中下部的消融區(qū)，就像是夏天給雪糕裹棉被一樣，科研人員將從高海拔向低海拔鋪設土工織布，這是一種滌綸等高分子聚合物制成的合成纖維。

       “原理很簡單，就是利用光熱阻隔物，通過隔熱和反光材料，增大冰的表面反照率，阻擋太陽輻射和冰的表面熱交換，從而減緩冰川消融。”王飛騰說。

科研團隊肩扛材料前往冰川實驗場地

       到達實驗場地并非易事。海拔4680米的冰原之上，肩扛土工織布、背著觀測儀器的隊伍向著17號冰川緩慢前進。兩人一組抬著幾十斤重的材料，1公里的距離，要走兩個多小時。鞋子很容易陷進松軟的雪地里，然后很快濕透。走累的時候，一同前往的當?shù)卮迕駧ь^唱起黑水民歌《納里西莫》，用這首也曾在珠穆朗瑪峰唱響的民歌，互相加油打氣。

       幾天后，17號冰川蓋上了一層500平方米的“被子”，還插上了一些桿子，根據(jù)桿子露出長短，判斷冰川消融的高度。后續(xù)分析數(shù)據(jù)結(jié)果表明“被子”有效：非覆蓋區(qū)平均消融1.34m，覆蓋區(qū)平均消融0.88m，減緩冰川消融0.46m，平均減緩了34％的冰川消融。

       一年后，項目團隊又在17號冰川鋪設了第二片實驗場地，并架設氣象自動站，利用3D激光掃描雷達對實驗場地進行了精準測量，更好地收集數(shù)據(jù)，掌握冰川保護狀況。隨著時間推移，實驗也暴露出局限性，土工織物表面會因自然灰塵沉積變黑，減少反照率，即使材料完好無損，也需要更換。

       好在這場為冰川“蓋被子”的實驗，逐漸吸引了廣泛關注。2022年，南京大學科研團隊帶來了新的“涼被”——一種具有輻射制冷性能的納米薄膜材料。

實驗場地冰川的“被子”

       優(yōu)化迭代的保護“工具箱”

       輻射制冷材料，是一種日常生活中很常見的材料，用在建筑屋頂、汽車貼膜等，發(fā)揮著降溫節(jié)能的功用。

       南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院博士后研究員曹寧寧，沒有想到自己研究的這種材料還會用在冰川保護上。

       不過針對冰川保護的輻射制冷材料，還會有一些特殊要求。“首先就是光譜特性，太陽光波段反射率和中紅外波段發(fā)射率要到達一定標準，以確保獲得高的制冷功率，更好地延緩冰層或者積雪的融化。”曹寧寧介紹，用在冰川保護上，材料還要環(huán)境友好，表面抗污性好，能生物降解、易鋪設回收。

       這種輻射制冷材料主要通過兩種機制，實現(xiàn)對冰川的全天候高效降溫：較高的太陽光反射率，材料就像鏡子一樣，可以將太陽光反射回大氣，阻擋熱量輸入；較高的中紅外發(fā)射率，材料通過大氣透明窗口（8微米至13微米），將熱量不斷自發(fā)輻射出去，達到降溫效果。

       2022年8月，進入達古17號冰川保護實驗第三年，南京大學科研團隊進行小規(guī)模鋪設，將一塊塊特制的白色薄膜蓋在200平方米的實驗場。

       實驗對比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)土工織布，50天冰層增厚50厘米；輻射制冷材料，50天冰層增厚140厘米。隨后，科研團隊進一步優(yōu)化輻射制冷材料。“我們提高了材料機械性能和光譜性能，最新材料太陽光反射率達到94%，中紅外波段發(fā)射率達到92%，材料的韌性指標也有所提升。”曹寧寧說。

科研人員在為冰川“蓋被子”

       今年，運用輻射制冷材料的實驗場地擴大至1200平方米左右，并且“蓋被子”的時間提前到5月，此時積雪還沒有融化。“之前鋪設材料在夏天，雪已經(jīng)化了，材料主要用于保護露出來的老冰。這次提前幾個月鋪設，就是看能否多保留積雪，讓老冰的消融減緩甚至實現(xiàn)正增長。”曹寧寧說。

       9月，研究團隊前來查看實驗效果，結(jié)果讓人驚喜。肉眼明顯就能看到，蓋“涼被”的冰面有一定厚度的隆起。相較于非覆蓋區(qū)，覆蓋區(qū)減緩冰川消融2.2米。“明年計劃進一步擴大鋪設面積，優(yōu)化鋪設位置，固定‘最會跑’的冰川。”曹寧寧說。

       5年間，科研團隊持續(xù)探索冰川保護最佳方案。今年9月，一臺槍式造雪機在達古冰川淚湖邊進行設備測試實驗，探索通過人工造雪，將部分融化的冰水轉(zhuǎn)換成雪，增加冰川物質(zhì)，減緩冰川消融。

達古冰川管理局技術人員調(diào)試人工造雪設備。 楊建 攝（C視覺）

       冰川未來有了更多守護人

       進入給冰川“蓋被子”的第五年，張伏將自己的微信名改為“冰川蓋被子專業(yè)戶”。在達古冰川管理局工作快10年，一些美麗冰川的身影，只能在手機相冊中看見。

       冰川很大，人類很小。從天空俯瞰，冰川的“被子”——一塊塊白色材料，就像廣袤冰川上小小的“創(chuàng)口貼”。不免讓人疑問，人工干預冰川退化有用嗎？500平方米的試驗場，能否移植到幾十倍甚至上百倍大的冰川？

       5年間，王飛騰來達古冰川快20次，對達古冰川變化了然于心，每次來都有變化。“不能阻止它消融，但希望能讓消融速度變得更慢一點。”

       這是一種使命感，與持續(xù)變化的氣候做對抗，讓冰川的美麗留得更久一點。雖然看起來無異于西西弗斯推巨石上山，但在大家心中，這是一項困難但正確的工作。為冰川“蓋被子”這5年，科研團隊不止一次遇到素不相識的當?shù)卮迕癖磉_感謝，冰川直接關系到當?shù)厝说纳睢?/p>

科研人員在為冰川“量身高”

       回望達古冰川保護實驗開展的5年，最讓王飛騰感慨的是，冰川保護隊伍逐漸壯大，不僅有中科院的科研團隊和達古冰川管理局的保護團隊，各行各業(yè)的人都開始關注和參與冰川保護。

       “冰川保護是一個大課題，達古冰川的保護實驗就像點點星火，喚起大家的環(huán)保意識，呼吁更多人保持低碳生活，這或許比實驗本身的意義還要重要，冰川的未來有了更多守護人。”王飛騰說。

       達古冰川管理局相關負責人也有類似感受。這幾年，達古冰川先后推出“看冰山”科學探索營，“讓冰山退燒”等冰川特色研學旅游產(chǎn)品，越來越多的游客來到達古冰川開展研學旅游活動，置身冰川之中，真切體會到氣候變化帶來的影響。

       更多的意義在未來。5年間，黑水縣冰川保護人才港、達古冰川專家工作站建立，來自各地的專家聚集在這里，持續(xù)開展人工增雪對減緩冰川消融的效應、添加遮蓋物對減緩冰川消融的效應研究、高海拔地區(qū)人工增雪的最佳冰川氣候?qū)W時間等多項研究。通過對達古冰川動態(tài)變化進行系統(tǒng)、全方位的觀測、深入分析，形成完整并系統(tǒng)的觀測、應對與保護方案，也將為冰川保護帶來更多思路。

 

       文章來源：四川在線

       原文標題：科創(chuàng)未來丨達古冰川保護實驗五年——應對冰川消融 為冰川“蓋被子”

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