雨夹雪的名字
这种冰不同于普通的天然或人工冷冻冰。它可以在自身重力的作用下滑下一定的地形,就像一条缓慢流动的河流,所以被称为冰川。
冰川是水的一种形式。
冰川冰是由降落在极地或高山上的雪转化而来的。雪晶逐渐圆化成颗粒状的雪,逐渐增加了雪的密度。随着时间的推移,雪粒的硬度和它们之间的紧密度在增加,大大小小的雪粒相互挤压紧密嵌在一起,它们之间的孔隙在缩小。当聚集体的密度达到约0.84 g/cm3时,颗粒之间没有间隙,变得不可渗透。这是从雪粒到冰川冰的转化过程。
冰川冰最初形成时是乳白色的。时间久了,在重力和外界压力的作用下,冰川冰变得更加致密坚硬,里面的气泡也逐渐减少,逐渐变成了晶莹剔透、蓝色水晶般的古老冰川冰。
根据冰川的形状和分布特征,可分为大陆冰川和山地冰川。
大陆冰川又称冰被,是冰川中的“巨人”,多出现在极地。大陆冰川不受地形影响。由于冰体又深又大,地面的起伏覆盖在整个冰川之下,呈凸面,中间高,四周低。例如,格陵兰冰川总面积为654.38+0.65万平方公里,占格陵兰总面积的90%。中心最大厚度654.38+0.860米,边缘只有45米。这种冰川在世界上占有最广的面积,其中南极洲的大陆冰川最大。
山地冰川发育在山区,其形状往往受地形影响,比大陆冰川小得多。有的蜿蜒千里,卧于山谷;有的气势磅礴,如瀑布倾泻而下;特别是冰川上的冰塔和洞穴,形态各异。
冰川运动的平均速度只有每天几厘米,数量也只有几米,以至于肉眼无法察觉冰川在运动。格陵兰岛的一些冰川是世界上移动最快的,但它们每年只移动一千多米。其他地区的冰川,如一些著名的阿尔卑斯山冰川,年流量只有80 ~ 150米。我国冰川多为大陆冰川,冰川堆积不丰富,冰川上物质循环缓慢,导致冰川运动速度相对较低。
冰川运动的速度是有季节性的,夏天快,冬天慢。天山和祁连山的冰川一般夏季移动速度比冬季快50%(均指冰川舌)。造成这种差异的原因之一是冰川温度的变化。当冰川变暖时,冰的粘度迅速下降,从-20℃下降到-1℃,冰的粘度随温度几乎呈线性下降。粘度的降低增加了可塑性,所以冰川移动的更快。夏季冰川内部和底部出现融水是推动冰川快速运动的另一个原因。
冰川分布
现代冰川几乎分布在全球所有纬度。地球上有2900多万平方公里的冰川,覆盖了11%的大陆。虽然冰川冰的储水占地球总水量的2%,约占全球淡水的3/4,但可以直接利用。
我国西部以高原和高耸的山脉为主,孕育了许多高山冰川,是世界上最发达的国家之一。据1999最新统计,我国共有冰川46298条,总面积59406平方公里。中国冰川面积居世界第四,仅次于加拿大、俄罗斯和美国。中国的冰川西至帕米尔高原,东至贡嘎山,北至阿尔泰山,南至云南丽江玉龙雪山。
冰川的作用
冰川就像一个固体水库,储存了大量的淡水,可以用来开发干旱地区,改造沙漠,发展农业生产。因此,人们常把冰川融水比作绿洲的命脉。冰川就像一个固体水库,储存了大量的淡水,可以用来开发干旱地区,改造沙漠,发展农业生产。但如果冰川全部融化,海平面将上升80-90米,地球上所有的沿海平原都将成为汪洋大海。
有人说,没有祁连山冰川就没有河西走廊。这里降雨量远低于蒸发量,唯一的水源是祁连山冰川。祁连山冰川一年融化的72.6亿立方米的水,是河西走廊的生命线。祁连山的冰川和融雪是维系河西440万人口、750万牲畜、70万公顷耕地、1.2万公顷耕地和上百家工矿企业的命脉。甘肃农业大学专家估算,祁连山冰川每年创造的生态和社会效益约为6543.8+0.5亿元。
冰川是大河的源头。冰川融水涓涓而下,诸河汇成滔滔江水,构成了我国的主要水系,哺育了伟大的民族。万里长江的源头发源于唐古拉山,格拉丹冬季雪山。
冰川的严重退缩
由于全球气候逐渐变暖,世界各地的冰川面积和体积明显减少,有的甚至消失。这种现象在中低纬度地区尤为明显。
非洲在肯尼亚山失去了92%的冰川,而西班牙在1980年有27个冰川,现在已经减少到13。在过去的一个世纪里,欧洲的阿尔卑斯山已经失去了一半的冰川。2003年夏季以来,席卷欧洲各国的热浪使当地气温接近或超过历史记录。在瑞士,3900米高的费尔佩克斯雪山顶部的温度达到了5摄氏度,那里的冰川厚度降至近150年来的最低点。
在天山,大约22%的冰川体积在过去40年中逐渐丧失。天山是中国最大的冰川区,有6890多条冰川,总面积约9500平方公里。新疆北部和南部的冰川被发现正在萎缩,冰川有不同程度的退缩。乌鲁木齐河发源于天山天格尔峰1号冰川,年径流量2.35亿立方米,是乌鲁木齐市的主要水源。1号冰川一直处于退缩状态,从1962开始的30年间退缩了140米。近年来,祁连山冰川萎缩,融水较上世纪70年代减少约6543.8+0亿立方米。冰川部分地区雪线正以年均2至6.5米的速度上升,部分地区年均上升幅度高达12.5至22.5米。
在喜马拉雅山脉,最大的冰川自1935以来缩短了300多米。近年来,珠峰地区东绒布冰川和中绒布冰川融化加剧,导致冰川退缩明显。20世纪60年代初,珠穆朗玛峰地区冰川的尾部海拔超过5400米。到了80年代,由于珠穆朗玛峰的开辟,在这一带登山、探险、旅游的人数迅速增加,当地人民修建了海拔6500米的牦牛通道。国际冰雪委员会最近的一项研究表明,喜马拉雅山脉的冰川正在加速融化,喜马拉雅山脉近50个冰川湖的水位迅速上升就是证明。科学家预测,在未来35年内,喜马拉雅冰川的面积将缩小1/5。
美国和加拿大科学家宣布,3000年前的北极冰架“老大”沃德·亨特(Ward Hunt)在加拿大努纳武特岛(Nunavut)埃尔斯米尔岛(ellesmere island)北海岸附近已不复存在。通过雷达勘测,他们了解到,2000年,沃德亨特出现了一个小裂缝,大小为388.5平方公里。2002年,裂缝扩大到77米,旁边又出现了一些新的裂缝。一块大小为6平方公里的浮冰已经分离出来,漂浮在沃德·亨特附近,有人预测沃德·亨特最终会一分为二。自1993年以来,北极格陵兰冰盖的南部和东部边缘一直在以每年1米的速度变薄。
占世界冰储量91%的南极冰盖,从1998开始消失,占总面积的1/7。去年年底,美国地理协会报告说,南极洲三个最大的冰川在十年内变薄了45米。
冰川萎缩的速度真的很惊人。在秘鲁利马,近年来冰川正以每年30米的速度融化,而在1990年之前,融化速度仅为每年3米。科学家预测,到2050年,全球将有超过1/4的冰川消失。到2100可能会达到50%。届时,可能只有阿拉斯加、巴塔哥尼亚高原、喜马拉雅山和中亚山区有一些大型冰川分布区。
冰川退缩的后果
冰川加速融化的严峻形势必然带来以下严重后果:
(1)海平面上升。
科学家认为,过去一个世纪冰盖和山地冰川的融化是全球海平面上升10-25厘米的原因之一。如今,冰川融化导致的海平面上升的数值越来越大。如果南极冰盖崩溃,将导致全球海平面上升近6米。如果南北两极的两块冰盖全部融化,海平面将因此上升近70米。
冰川融化导致的海平面上升将淹没大片沿海地区,让居住在这些地区、占世界人口一半的居民坐立不安。所有沿海地区都将成为汪洋大海。法国纽约将只剩下联合国大楼和几栋摩天大楼的屋顶。巴黎可能只能看到埃菲尔铁塔的顶端,而荷兰、英国等几十个地势低洼的国家将不复存在。
中国海岸线长达6000多公里,沿海数百个大中城市人口密集。大连、天津、青岛、上海、杭州、厦门、广州、香港、澳门、深圳都在海拔20米以内。即使是北京、南京、武汉,看似离海洋有一定距离,但海拔却在高山冰川融化、极地冰盖“泛滥”之中。更何况除了大陆,海南、舟山、台湾省还有5000多个岛屿。
(2)全球气候变化明显。
冰川,尤其是大面积的极地冰盖,可以反射大量的太阳光,从而帮助人类居住的地球保持气温不上升。然而,当冰川融化时,暴露的陆地和水面会吸收太阳热量,导致更多的冰融化,连锁反应必然会加速地面变暖的过程,对气候变暖做出贡献。但是北极冰过度融化后的冰冷冰水会对欧洲部分地区和美国东部地区产生降温作用。冰水流入北大西洋可能会破坏那里的海洋环流模式,进而影响全球气候变化。
冰川融化会给当地带来灾难。如果喜马拉雅冰川像这样融化,尼泊尔和不丹的近50个冰川湖将在5到10年内决堤并引发洪水。夏季冰川快速融化还会导致印度印度河和恒河水位上升,引发洪水。相反,随着冰川的退缩,大部分以冰川融水为水源的地区将严重缺水,如秘鲁、印度北部等,由于冰川加速融化,正面临缺水危机。
(3)生态环境遭到破坏。
冰川融化破坏了一些动植物的生存环境,也威胁到人类的生存环境。有报道称,与冰盖变化有关的北极熊难以找到食物,体重下降;南极的企鹅和海豹也因为海冰的减少和温度的升高而改变了生活习惯和繁殖方式。数百至数万年前埋藏在冰盖中的微生物因冰川融化而暴露出来,其扩散会对人体健康造成一定影响。
国内有人说,没有祁连山冰川就没有河西走廊。近年来,祁连山冰川正以每年2米至16米的速度退缩,其融水比20世纪70年代减少约10亿立方米,严重影响了那里的自然生态环境。比如民勤县,发源于祁连山的石羊河年径流量锐减,不得不打深井,导致地下水位下降,水质恶化。50万亩沙漠植物渴死;500万亩草地退化;沙尘暴日数明显增加。10年来,由于水资源的减少,自然生态环境严重恶化。再加上北方强冷空气南下造成的“窄管效应”,腾格里、巴丹吉林沙漠北邻,面积达12万平方公里的戈壁、沙地,绵延1000多公里的河西走廊地区和内蒙古阿拉善盟地区,成为我国北方最强的沙尘暴源地。
冰川退缩的原因
(1)气候变暖
根据联合国环境规划署的一份研究报告,专家们通过航测、卫星观测和实地考察的方式,历时三年,对尼泊尔的3252个冰川和2323个冰川湖以及不丹的677个冰川和2674个冰川湖进行了观测。结果表明,这些地区的气温比20世纪70年代上升了1℃,喜马拉雅山冰川融化速度加快的事实再次表明,未来几十年全球变暖将是人类的。在对新西兰的48个冰川进行拍照和分析后,科学家们形象地将它们比作“银行”。由于近年来高气压盛行,西风减少,天气干燥,降雪量明显减少,以至于“银行”入不敷出,因为冰川由自然降雪补充,维持动态平衡,体现了冰川堆积融化的收支平衡。如果恶劣的天气持续下去,那里的冰川将继续萎缩。
(2)人为原因
中国学者在对祁连山冰川进行研究后指出,除了自然气候因素外,冰川退缩的另一个主要原因是人口膨胀、过度放牧、过度开垦、乱砍滥伐、滥挖中药材和滥采地下水。在过去的50年里,甘肃的人口增加了一倍多,而耕地只增加了4%。新中国成立20年来,西北地区先后进行了三次大规模的毁林开荒。到上世纪90年代末,甘肃省水土流失面积占总面积的85.6%,沙尘暴明显增多,进而加剧冰川萎缩。
冰川退缩的警告
联合国环境规划署执行主任特普费尔深刻指出,喜马拉雅山冰川加速融化的研究成果向全世界发出了新的警告:拯救冰川才能拯救生命。面对冰川变化的惊人速度和全球变暖的严峻挑战,人类有义务和责任迅速采取措施减少二氧化碳等温室气体的排放,以降低“地球水塔”的漏水率。
在中国甘肃,明确提出保护冰川的口号。有关部门负责人强调,为了治理河西走廊的荒漠化,必须保护祁连山冰川。我们应该采取切实可行的措施,尊重科学和自然规律。既不能盲目开荒,也不能盲目扩大造林规模。应因地制宜适度开发,遏制祁连山周边环境恶化趋势,从而有助于保护河西走廊生命线——祁连山冰川。
让冰川消失的一种可能性是温度需要升得非常高。
众所周知,冰是水的固相变体。换句话说,当水温达到0℃时,它会冻成冰,当冰的温度达到0℃时,它会融化成水。
然而,世界上只有少数冰川的冰温为零。上世纪60年代,前苏联南极东站测得南极冰温低至-80℃。试想一下,地球平均温度只上升几度,最多只会提高南极冰盖的冰温,还远远达不到冰体解体的零温融化状态。不仅是南极冰盖,中国的一些中低纬度山地冰川,如西昆仑的冰川冰,温度低至-9℃至-15℃,喜马拉雅山中西部的珠穆朗玛峰北坡冰川冰,温度低至-6至-10℃。
在人类的历史长河中,如果真的遇到融冰泛滥成灾的灾难,首先是地球上发生了一些导致气温急剧上升的灾难性变化,这种变化产生的热量足以使南北极数千万平方公里(南极冰盖面积654.38+03万平方公里)的冰温和低纬度山地冰川在融化状态下上升到0℃,也可以使它们再次变成0℃左右的冰川。这样一来,地球平均温度必然会上升到人类和一切生物难以适应和生存的极限,也就是说,不仅不会上升3-6℃,反而会上升到30℃以上。到那时,不仅冰川和雪山会在地球上消失,人类本身也会早在这个过程开始时就不复存在。
在我们人类发展的一个很长的历史距离内,或者在目前可以研究和观测到的世界范围的气候变化趋势内,比如一万年。从一万年前开始,就是地球地质史上最晚的一个时期,也就是全新世,也是自“猿类分离”以来,我们人类文明最发达、最快、最辉煌的时期。在此期间,地球上的气温也有过几次波动,波动幅度在3-6℃左右,但尚未发现南极冰盖解体和中低纬度喜马拉雅山等极高山和山区冰川完全融化的迹象。显然,按照全球变暖的程度,冰川完全不可能消失。
另一种使冰川消失的可能性是冰川的位置。
让极地冰盖和高山冰雪彻底消失的另一种可能是,将南极大陆漂移回温带、亚热带甚至热带地区,将海拔5000-8000米以上的山脉降低到不足以发育冰川的高度。这种可能性当然存在,但很可能不是人类历史长河中可以看到的事实,而是地质历史长河中才能出现的事件。
随着温度的升高,一个新的冰雪覆盖的大陆可能会诞生。
气温升高无疑意味着冰雪融化强度的增加,但世间万物都有其双重性。冰雪融化必然会消耗更多的热量,无形中在一定程度上限制了气温的进一步升高。冰川是气候在一定地形条件下的产物,同时冰川也是气候变化的调节器。曾经设想过,如果有一天包括南极在内的冰川融化,不仅地球的温度会再次变得凉爽宜人,而且在南极的融化过程中可能会诞生一个新的冰雪覆盖的大陆。同时,冰雪融化,海洋表面增大,海洋表面蒸发耗热量增加,地球上热对流交换的增强会促进降水增加...这一系列过程无疑会让变暖的地球再次变冷。
总之,从科学的角度来看,将1 g水当量的冰的温度升高1度所需的热量是1卡,而1 g水当量的冰融化成零度水的相变过程所需的热量是80卡。想象一下,把世界上所有比中国还大,平均厚度超过1000m的冰川温度从零下几十度提高到零度,再从零冰到零水,需要多少热量!而这些热量的积累并不是全球气温升高3-6℃就能实现的。
所以,面对全球变暖,没必要危言耸听。我们总是担心某天早上醒来,我们人类幸存者会坐在诺亚方舟的一片叶子上,哭喊着救命,地面不灵,水天一色。