前一年我们脚下的冰川，第二年再来时可能就消失了
| 张强弓
“冰川在退缩，也在前进；这种退缩和前进都在超常地进行着。”
张强弓中国科学院青藏高原研究所研究员
大家好，我是张强弓，来自中国科学院青藏高原研究所。很荣幸能在这样一个场合给大家分享一些我的故事：《正在消失的冰川》。
冰川是河流冻结形成的吗？
这个故事我们就从青藏高原来讲起。大家可能非常清楚，青藏高原在中国的西南部，是全世界最高的高原，平均海拔在4000米以上，形成了中国西高东低的地势。
我们也知道，这么高的地方是非常寒冷的。下面这张图是全球冰川的分布图。我们看到北边有格陵兰岛，那是一个大的冰盖；南边有南极，也是一个大的冰盖。除了位于南北极的大冰盖以外，地球还有很多的冰川，在图上都用蓝色的点来标注。
全球冰川分布图
这些蓝色的点都位于不同大洲的山区，而在靠近赤道的中低纬度地区，青藏高原（红色阴影部分）是唯一一个分布蓝点的地方，这里有很多的蓝点，表示这个地方的冰川是很多的。
那我们再来看一看它的卫星照片。大家可以更清楚地看到，在高原的周边和中间有很多白色的区域，这就是我们所说的冰川。
帕隆藏布4号冰川
这是分布在西藏东南部的一条冰川，我们把它叫做帕隆藏布4号冰川。因为它是帕隆藏布江的源头，排列第4位。这条冰川很像一条河，冰川的“川”指的就是河，冰川其实也是冰河的意思。那么，这条冰川是不是河流冻结形成的呢？
祁连山老虎沟12号冰川（透明梦柯冰川）
我们再来看看这一条冰川，这是在青藏高原北部的祁连山的一条冰川。这条冰川更大，它威仪地从山顶上流下来的时候也像一条河一样。
但其实冰川不是河流冻结形成的，而是这里每年都在降雪。在高山的寒冷地区，每年降的雪不易融化。第一年降雪以后，第二年的降雪再压上来，成千上万年之后，就把下面的雪压成了冰。
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通过冰川，我们发现了远古时代的大气
我们再走近的话，就能看到冰川其实不止是简单的一块冰。它是一年一年形成的，所以像树轮一样是一层层的。下面的冰更老一些，上面的冰更年轻一些，大家在下图看到的一些条纹状的东西就是冰川的年层。
冰川的“地层”
再走近一点可以看的更清晰。当我们走到上图右边冰壁的下面，冰川的剖面就显示了出来，一层一层非常清晰。
这是我爬到冰川表面以后，在这里挖了一个坑。这个坑的上面还是雪，里面有不同的条纹。这里有一些灰色的东西，就是春季天气比较干燥的时候，沙尘暴降到了雪里形成的。这能帮助我们识别冰川里边的雪或者冰是哪一年的。
如果我们在这个地方用钻打下去取一支冰柱，那么这支冰柱就能告诉我们成千上万年以来冰里蕴含了什么信息。我们从冰川里取出来的冰块是非常透明的，里面含有很多气泡，我们就能从其中提取出来很多东西。
比如，通过冰川里冰的氢氧同位素，我们可以知道气温是怎么变化的。我们测量每一年的积累量，即每一年的冰层有多厚，就能知道那一年下了多少雪。然后我们把其中的沙尘提取出来，就知道那年有多少沙尘暴，以及大气的环境是怎么样的。
冰芯中的气泡
这是我们在实验室里处理的一块冰川冰，里面有很多小的气泡，这些气泡就是当年下雪的时候压实在里边的。
这些气泡非常珍贵，因为我们呼吸的大气都是流动的，很难去获取远古时代的大气。目前我们科学家找到的唯一办法，就是在冰川里找到远古的空气。通过测试，我们就可以知道远古大气的成分，这帮助我们人类知道了过去几十万年以来大气的成分。
冰芯记录了气温和大气成分变化
这张图是科学家通过从南极钻取的冰芯，建立了过去80万年以来大气里的二氧化碳、甲烷等指标的变化趋势。图中蓝色的线就是二氧化碳的变化，中间的线就是温度的变化。
大家可以非常清楚地看到，二氧化碳的变化和温度的变化是一致的。这就提示了我们：二氧化碳变高的时候，温度也会增长。
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前往长江源头追踪气候变化的秘密
那么，我们再把视线回归到青藏高原，给大家介绍一下我所参加的几次考察。
青藏高原是中低纬度地区冰川分布最多的地方，冰川会融化，融化之后就会形成很多河流源头。又因为它特别高，所以亚洲的大江大河，几乎都能在青藏高原找到它的源头。
比如说长江、黄河，如果一直溯流而上，我们就可以找到它们的源头是在青藏高原的。
上游的“辫状水系”
我们溯流而上，想看一看长江的源头是什么样的。等真正到了上游的时候，我们发现这个河道是分岔的，很难找到一个主流。这就是地理学上所说的辫状水系，它像女同学的辫子一样是交错的。
那怎么找到源头呢？在地理学上有一个说法——源头唯远的原则，就是我们要找到它最远的地方，就是这条河的源头。
长江、黄河是我们的母亲河，而且长江是全世界的第三条大河，是我们中国最长的一条河。
长江的源头
我们在找长江源头的时候发现，在青藏高原的中部有一块非常小的白色区域，即图片中的黄色阴影部分，这里的冰川就是长江的源头。
格拉丹东：玛曲乡境内
大家可以看到这个地方所有的山上都覆盖着雪，这里的主峰叫做格拉丹东峰，它在藏语里就是高高尖尖的山峰的意思，这是我们看到的长江的源头。这张图片上左边的河流，也就是西边的河流更远一些，所以长江的源头就是西边的两条河。
格拉丹东峰在玛曲乡，就好像香山在北京，或者太平山在香港一样。大家可能觉得乡非常小，我们来看一看玛曲乡和香港的对比。玛曲乡的面积达到了2.6万平方公里，而香港只有1100平方公里。玛曲乡只有2800多人，而香港已经达到了700多万人。玛曲乡每10平方公里只有一个人，而香港每10平方公里已经达到了将近7万人。
这个地方可以说是荒芜人烟，也没有办法去记录气象数据，但我们可以通过冰川来寻找长期的气候变化。
我们到了长江源头以后，往西看可以看到格拉丹东的东坡。拍摄照片的位置距离格拉丹东峰大概还有40公里。
2005年，我们就在长江源进行了一次科学考察，想把冰川里埋藏的长江源头的气侯变化信息挖掘出来。
这是2005年10月底的时候，当时我们已经远远地看到格拉丹东峰在面前了，然后这只有40到50公里的距离，我们开车走了整整两天时间。因为这个地方即使到了10月份，依然有水流在补给着长江。
而且这个地方也没有路，我们的车经常在陷车，陷了又挖，挖了又陷，一直走了两天的时间才把这几十公里的距离走完。
一直走到了一个车不能再前进的地方，我们就搭下了营帐。而搭下营帐的第二天就天降大雪，把整个营地给覆盖了，与冰川连成了一体。这个地方非常冷，晚上会冷到零下20摄氏度到零下30摄氏度。
我们背着设备再往这个冰川的末端走。到了冰川的近前，我们可以看到，这是巨大的冰块形成的。这个地方没有比例尺，大家看不到冰川有多大，我带着大家再走近一点。
大家可以看到这个地方的冰川非常高。这仅仅是一个小的冰塔，就有十几米高，它是形成刚才冰川末端很小的一部分。
我们需要攀上这个冰塔，往冰川更高的地方走。我们就在这个地方卸下了自己的物资，然后再把它们分装成小包背到冰川上去。
一直往上走，我们找到了一个比较平坦的地方，一望无际都是雪。我们就在这里搭了一个帐篷，然后开展工作，就是我刚才说的钻取冰芯。
这么大的一个“冰雪床垫”有多厚，大家可以想象吗？我们用一个钻机在这里工作了整整10天的时间，钻取了将近150米的冰芯。也就是这张冰雪床垫从上到下足足有150米厚，这里蕴含了我们的气侯环境信息。
当时我们没有车把这些冰芯从野外拉回来，因为已经没有路了，于是就用牦牛把冰芯装在箱子里带回来。
装回来以后，我们再到冷库里把这些冰锯成一小块一小块，因为这些小块才能用于我们在实验室进行分析，最后我们把它化成了水。
大家可以看到这里有很多瓶子，上面写着Isotopes，即同位素。我们分析水里的同位素就能知道温度的变化。
水分子里隐藏着气候的秘密
大家知道水是由两个氢原子和一个氧原子组成的。这里面的氧是很神奇的，不但有氧16，也就是有8个质子和8个中子，还有氧18，它有10个中子，更重一些。在自然界里，不同温度和不同来源的水，它的氧16和氧18的比例是不一样的。通过测试里面氧18的含量，我们就能知道它的温度变化是怎么样的，就可以建立出来一条过去长江源的气候变化趋势。
我们把这支冰芯取回实验室并分析了它的氧同位素之后，就得到这条蓝色的曲线，也就是长江源的气侯变化。与之对比的黄色曲线是北半球的气候变化，蓝色曲线比黄色曲线波动地更剧烈一些。而且到了1990年以后，与黄色曲线相比，蓝色曲线的增长速度特别快，这说明长江源区的增温速度是北半球的两倍以上。我们可以知道长江源区正在发生一种超常的增温。在这种增温的情况下，我们的冰川会发生什么变化呢？
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正在逐渐退缩的冰川
2021年4月，我再次走进了长江源区，可以看到道路变好了一些。
2021年4月再次走进长江源区
到了长江源头之后，我们发现这里已经立了一个石碑。这里是长江源的一条冰川，叫做岗加曲巴冰川。它是2017年长江委员会在考察冰川末端的时候立下的。
当时这个地方离冰川的末端已经很近了，但当我们在4年以后到达的时候，在这个地方已经很难再看到冰川末端了，冰川已经退回到很远的距离。
我们开车走近了以后，发现了图片中所展示的冰川的末端。
这是2020年夏季拍摄的一张照片，我们可以看到夏天冰川在剧烈地消融。也许细心的朋友能看到上面那张照片的冰川末端比这张往后稍微退了一点。仅仅一年时间，冰川末端就有这么大的变化。前一年到达这个地方的时候，脚下还是冰川，面前还是巨大的冰塔。而第二年去的时候这个冰塔已经消失了。
根据统计的数据，我们可以给出一个更准确的数字。长江源头格拉丹东的岗加曲巴冰川，从1969年起已经退缩了超过4公里的距离。
只有长江源头是这样吗？其实不仅仅是长江源头，下图中列出的点就是科学家经过观测和数据的测算给出的几个例子。我们可以看到，从北到南，一直到青藏高原南部的喜马拉雅，所有的冰川都在剧烈地退缩。
下图中展示的是黄河的源头，黄河源头在阿尼玛卿。这条哈龙冰川从2006年到2017年的10年时间，冰川末端退缩了450米之多。
我们再看看刚才提到的祁连山的那条老虎沟12号冰川。这条冰川从2006年到2018年，12年的时间里退缩了170.5米。
然后我们再往南看一看整个喜马拉雅的变化。喜马拉雅山是全球最高的山脉，这个地方有十几座海拔8000米以上的高峰。
我们计算出了喜马拉雅山脉冰川总量的计算。1975年时喜马拉雅大概有8000亿吨的冰；到了2000年的时候，只剩下了7000亿吨的冰；到了2016年，只剩下了5800亿吨的冰。
1975年到2016年，喜马拉雅有2200亿吨的冰消失了。大家可能觉得这个数字冷冰冰的，不知道有多少。但实际上它可以装满1000万个标准游泳池，也就是这么多的水从我们的山脉上消失了。
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冰川在退缩，但也在前进
刚才讲了很多，大家是不是觉得所有的冰川都在退缩？其实，冰川可能不仅在退缩，它也还在前进，但这是非常可怕的一种前进。
2016年6月17日 西藏阿里阿汝错流域53号冰川冰崩
从这张动图中可以看到，2016年6月，在喜马拉雅山的西端，也就是西藏阿里地区的一条冰川，在几天之内有一个强烈的前进。这就是我们所说的冰崩。大家可能听说过雪崩、滑坡、泥石流、塌方，其实冰川在超增温的情况下，也能发生快速、剧烈的前进，即冰崩。
这张卫星图片静态地显示了冰崩之前和冰崩之后的情况。泄出来的这些碎屑物质，也就是冰的长度可以达到5.7公里，宽度也达到2.4公里，厚度有7.5米，在几分钟之内就有7000万立方的冰体进入到这个湖里。
当冰体进入到湖里的时候，还掀起了十余米的湖浪。当地一些村民和牧民在这场灾难中罹难了，而且有很多夏季的牧场也被淹没了。下图是当时救援的照片。
也许大家会说这是一个小概率事件，因为我们很少看到冰川发生这样的变化。然而，当我们还在对这个冰川进行研究和清理现场的时候，仅仅两个月以后，2016年9月21日这个地方又发生了一次冰崩。
2016年9月21日 西藏阿里阿汝错流域再次发生冰崩
以前这个地方从来没有发生过这样的事件，而在2016年的6月和9月连续发生了两次。在这之后，我们记录到了更多次这种非常恐怖的事件，下面是其中的一次。
视频中所展示的是2021年初在喜马拉雅山南坡尼泊尔境内，在游客对着这座山拍照的时候，突然发生了一次巨大的冰川前进事件。
大家可以看到，在冰川崩塌的时候，会在山谷里携着大量的雪，从海拔4000多米下到2000多米，仅仅在几分钟之内就逼近了你的眼前。
幸运的是，这次冰崩从山上到山下的距离很远，并且崩塌下来的物质还不算多，拍摄者最后逃离了现场。
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为什么冰川在超常进退？
冰川在退缩也在前进，这种退缩和前进都在超常地进行着。那冰川超常进退的原因是什么呢？其实大家可能都已经想到了，这是因为地球的温度上升的太快了。
这张图展示的是联合国政府间气候变化专门委员会统计的数据。我们可以看到从1900年开始一直到现在，温度是在一直上升的。
如果把视角再放大到过去的1000年，大概从宋朝开始，从来没有一个时刻全球的温度是如此之高的。图片最右侧就是现在温度上升的情况，它上升的非常快，这种超常的变暖引起了冰川超常的进退。
那么，这种超常变暖背后的原因是什么？一开始，我们就提到南极的冰芯里给出了二氧化碳和温度共同波动的一种联系。现在再来看一看全球二氧化碳的情况。
全球CO2的持续升高
这是大概从1700年开始的二氧化碳变化的情况，它呈现出快速的上升趋势。在1958年以后，我们就有了观测的数据，以前都是靠冰芯的资料得出的数据。
如果我们把视线再往前延得更长，把南极冰芯给出的数据也加到这里，去观察过去80万年的情况，可以得到下图。
大家需要注意右侧的直线，因为时间比例尺压缩了很多，所以近代的增长变成了一条直线。
在过去80万年，现代文明还没有发展起来以前，全球二氧化碳的浓度基本上不会超过300个PPM（每百万分之一）。1950年，大气中的二氧化碳还在310到320个PPM之间。仅仅过去了70年的时间，在2021年6月24日，这个数据已经达到417.47个PPM。我们人类在过去不到100年的时间内，使全球的二氧化碳发生了超常的增长。而正是这种超常的增长驱动了温度超常的变化，温度超常的变化又给冰川带来了超常的退缩和前进。
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拯救即将消失的冰川
全世界冰川究竟减少了多少呢？来看下图中的数据，左下角的大球就是全球从1961年到2016年消失的冰量，总共9万多亿吨。
刚才提到了很多退缩的案例，可能大家觉得青藏高原地区退缩的冰量已经很多了，但是它和全球相比还是一个非常小的量，只消失了430多亿吨的冰，还不到全球退缩冰量的百分之一。
我们全球每年的冰量损失已经达到了1万亿吨。那么，1万亿吨有多大？
科学家模拟出了这么一个大冰块，它有10公里长、10公里宽和10公里高。把这个大冰块放在世界上著名的城市纽约，看一看有多大。每年就有这么大的冰块从地球上流失掉了，这就是我们面临的情况。
每3600亿吨冰融化可以造成海平面1毫米的上升。如果冰川融化，我们的海平面会上升多少？
如果全世界的冰川全部融化，海平面会有60米的上升。这是构想出来的一张图，可以看到北京、香港等都会在海平面以下。我们不想让这种事情发生，那怎么办呢？
我国提出了双碳计划，计划到2030年达到碳达峰，到2060年达到碳中和。也希望我们全体人类都行动起来，把碳的排放降低下来，让温度增长地慢一些。
西藏双湖县光伏电站（左）和藏木水电站（右）
回归到青藏高原，在青藏高原上能做什么呢？青藏高原有很多的太阳能、水能，它正在给我们提供这种绿色的能源。
海岸城市和源头冰川的关联
左图是我2011年在香港西贡，右图是我2021年在格拉丹东。大家会发现其实我们的世界非常小，在海边和在内陆都是会连接起来的。我也请大家积极行动起来，让冰川的进退有度，也让海洋的涨落有度。
谢谢大家！
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