姜佳佳 , 段克勤
陕西师范大学
全球变暖背景下,喜马拉雅山冰川正在加速消融退缩。本研究拟解决以下科学问题:(1)SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,未来喜马拉雅山冰川变化的趋势和幅度?(2)印度河流域、恒河流域、雅鲁藏布江流域未来冰川径流的年际和年内变化有什么特征,冰川的变化将对周边流域的水文状况产生怎么样的影响?以加深对未来喜马拉雅山气候-冰川-水文交互过程的认识,为区域水资源管理和气候变化应对策略提供科学依据。
本研究通过CMIP6气温、降水数据分析喜马拉雅山未来的气候变化,采用考虑了冰川动力学模块的Global PyGEM-OGGM Glacier Projections with RCP and SSP Scenarios,Version 1数据集,对SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下喜马拉雅山未来冰川面积、物质平衡时空变化进行预估,并进一步分析印度河、恒河、雅鲁藏布江流域冰川径流年际尺度、年内尺度的变化以及冰川径流拐点出现时间。
(1)在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,喜马拉雅山脉年平均气温分别以0.28℃/10a、0.57℃/10a的趋势增加,冰川物质平衡持续为负,2090s气温将比2000s分别升高2.41℃和5.05℃,届时冰川面积将比2000s分别减少70%、85%。(2)在空间上,2000-2020年东喜马拉雅山消融剧烈,而在2020年以后由于西喜马拉雅山在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下气温分别以0.27℃/10a、0.67℃/10a的趋势升高,将导致2020-2100年西喜马拉雅山冰川消融加剧。(3)在SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,印度河流域冰川径流峰值分别在2058、2067年,恒河峰值在2037、2051年。雅鲁藏布江流域峰值均在2030年就已经出现,之后由于冰川体积的减小,SSP2-4.5情景下冰川径流在2090s只有2000s的79.80%。(4)由于未来冰川消融期提前,3个流域的冰川径流年内峰值将提前,在恒河与雅鲁藏布江流域,夏季冰川融水将大幅减少,冰川变化将对下游径流补给产生重要影响。
受气候变暖影响,喜马拉雅山冰冻圈正在发生深刻变化。(1)在本世纪末期,SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下喜马拉雅山冰川资源将大幅减少,且SSP5-8.5较SSP2-4.5亏损更为剧烈。(2)未来,在气温与海拔的共同作用下,喜马拉雅山的冰川消融格局将会发生转变。在2000-2020年,相比西喜马拉雅山,东喜马拉雅山冰川物质平衡呈现严重的负平衡,但未来喜马拉雅山冰川消融速率存在空间异质性,由于西喜马拉雅山的年气温升温幅度要高于东喜马拉雅山,因此西喜马拉雅地区冰川消融持续加速、而东喜马拉雅山地区消融减缓,导致未来西喜马拉雅山冰川物质平衡比东喜马拉雅山更负。(3)未来印度河、恒河、雅鲁藏布江流域冰川径流变化曲线呈现“倒U”型,SSP2-4.5的峰值到达时间早于SSP5-8.5。在同一情景下,由于流域冰川规模与气候变化差异,不同流域冰川径流的峰值到达时间也存在差异,雅鲁藏布江流域最早、恒河流域次之、印度河流域最晚,冰川径流拐点出现时间对于区域水资源供应的持续性、稳定性会有很大的影响。(4)在21世纪末期,3个流域冰川径流年内径流峰值将减小并且提前,冰川径流年内分配将会更加均匀,且恒河、雅鲁藏布江流域的冰川径流夏季冰川融水将大幅减少。