給達古冰川“蓋被子” 冰川厚度一年減緩消融1.5米
在達古冰川消融區鋪設試驗材料。西北研究院冰凍圈實驗室供圖
全球變暖大背景下,冰川消融加速,達古冰川也面臨同樣的問題。
近年來,達古冰川風景名勝區管理局聯合中國科學院西北生態環境資源研究院(以下簡稱“西北研究院”)冰凍圈科學國家重點實驗室,在景區17號冰川組織開展試驗,應用太陽輻射管理(SRM)地球工程學技術給冰川“蓋被子”,試圖找到減緩冰川消融的人工干預方法。
SRM是指通過人工干預方法,減少到達地球的太陽輻射,從而給地球降溫。達古冰川“蓋被子”試驗,是全球寥寥幾個走向實踐的SRM試驗,它對于應對全球變暖、緩解冰川消融有很好的示范效應。
10月15日,在達古冰川應對氣候變化與減緩冰川消融學術研討會上,達古冰川管理局局長文定清介紹,冰川“蓋被子”一年,減緩冰川消融厚度達1.5米,這為景區生態環境科學保護作出了有益探索。
初試“蓋被子”
選材土工織布,兩個多月減緩冰川消融厚度達1米
2020年8月5日,西北研究院冰凍圈實驗室20人的科研小分隊登上達古冰川,用在冰川表面鋪蓋5至8毫米的隔熱反光材料土工織布的方式,在海拔約5000米的冰川消融區建立了一個500平方米的試驗區。該試驗是中國科學家在面對冰川消融問題上首次應用地球工程學措施開展的科學試驗。
“國家從節能減排、阻止氣候變暖方面著手保護冰川,我們將這兩個問題合為一個行動方案,從具體方式直接針對冰川進行保護。”該實驗室副主任、研究員王飛騰介紹,此前在奧地利和瑞士的類似試驗中,科學家將白色羊毛毯覆蓋在冰川上,通過遮擋和反射太陽輻射來緩解冰川消融?!捌湫Ч€處于定性的描述上,沒有定量分析。所以研究團隊決定做一次試驗,驗證鋪設材料到底能對冰川消融產生多大緩解作用。”
“土工織布具有高反射率特點,能減少冰川與外界的感熱通量、潛熱通量,對冰川具有保溫作用?!蓖躏w騰告訴記者,這次試驗選用土工織布,考慮了成本問題。
鋪設時,研究團隊帶領工人首先通過纜車,將材料運輸至海拔4860米處,然后再鋪設至施工作業區。覆蓋時,自海拔高處向低處鋪設。
“我們在冰川上安插了一些桿子,間隔一段時間,根據桿子露出多少,判斷冰川消融的高度。將這些與未覆蓋的地區進行對比分析,就可得出鋪設隔熱材料的效果。”王飛騰說。
去年10月17日,研究團隊再次抵達試驗區進行科考??疾彀l現,兩個多月時間,“蓋被子”區域的冰體消融速度明顯減慢,與未覆蓋區域的冰體相比,“蓋被子”能夠減緩冰川消融厚度達到1米,初步估計能減緩70%左右的冰川消融。
再試新“被子”
用最新納米材料,估計能減緩80%左右的冰川消融
“我們的工作一方面是應對冰川消融,更重要的是通過這一科研活動,非常直觀地向公眾宣傳保護冰川和環境的理念?!蓖躏w騰說,隨著持續的宣傳報道,更多科研人員和企業也加入到研究中來。今年加入的南京大學的朱嘉教授團隊就是其中之一,他們愿意免費提供新型的納米材料,共同推動這項試驗。
南京大學副教授朱斌是朱嘉教授團隊成員之一。他介紹,南大光熱調控中心近年來研究面向冰川保護的輻射制冷技術,今年研制出一款新材料“聚合物納米纖維薄膜”,能夠實現低于環境溫度5℃至7℃的制冷效果。
新材料實戰效果如何?6月25日至8月15日,朱嘉教授團隊在天山烏魯木齊河源1號冰川面積100平方米區域進行試驗。試驗結果是,50天內冰層增厚140厘米。
有了天山試驗的底氣,8月,王飛騰率領團隊在去年冰川“蓋被子”區域旁邊又重新鋪設兩個500平方米左右的試驗場,其一繼續使用土工織布,其二使用了納米材料。
試驗效果怎么樣?兩個月后,10月15日,王飛騰帶領研究團隊回到達古冰川。他們驚喜地發現,到目前,去年實施的土工織布區域減緩冰川消融厚度達1.5米;而運用納米材料鋪設的區域,試驗效果更為顯著,初步估計能有效減緩80%左右的冰川消融。
不僅是“蓋被子”
目前試驗只是一個小嘗試,保護冰川還需更多探索
“相較土工織布,納米材料在延緩冰川消融上效果更好,不足之處就是造價高。”王飛騰說,搞科研必須考慮性價比,土工織布的價格約為1元/平方米,納米材料價格約50元/平方米。
王飛騰研究團隊做冰川保護試驗,只能靠他們自籌的有限經費開展科研活動。為節約試驗成本,在材料選擇上,團隊做了大量的市場調研工作和室內數值模擬試驗,從數百種材料中,選擇出了性價比最高的材料。
“經費有限,但達古冰川的保護工作不能停。”王飛騰介紹,近幾年,其團隊應對冰川消融嘗試的人工措施包括人工增雨、提升反照率、實現物質平衡等。他特別指出,降雪能顯著增加冰川表面反照率。因而,儲雪方案是就地取材的有效人工措施?!爱斎唬桨敢鉀Q在什么地點儲雪、最佳隔熱材料、儲雪堆形狀等系列問題?!?/p>
“到目前,我們在達古冰川的試驗面積達1500平方米,相對于0.41平方公里的冰川總面積,無異于杯水車薪?!蓖躏w騰向記者介紹,下一步可以在山上就地取材,冬春儲雪夏秋用,同樣可以實現冰川保護,“關鍵是成本低,操作簡單?!?/p>
“近幾年,達古冰川做了一系列關于景區資源的科研科考項目,‘蓋被子’試驗,只是一個小嘗試?!蔽亩ㄇ宸Q,景區從資源調查到冰川地質、野生動物、民俗文化等方面,進行了大膽探索,力爭通過大量科研論證,為景區資源保護、合理開發、冰川旅游等提供強有力的科技支撐。
給冰川“蓋被子”不是好玩是好急
達古冰川位于青藏高原向四川盆地過渡地帶,是我國海洋性冰川緯度最北、最東的冰川分布區。現存冰川10條,總面積為0.41平方公里,區域最大冰川面積為0.17平方公里,其中,已開發的17號冰川,現已分裂成3部分,冰川面積分別為0.043平方公里、0.048平方公里、0.050平方公里。
中國氣象局成都高原氣象研究所二級研究員李躍清介紹,在全球氣候變暖背景下,近半個世紀以來,青藏高原主體及其東部川西高原,以及東側川渝盆地的區域氣候都表現出變暖的主要特征。
“上個世紀90年代,我在黑水縣城上高中,每年過年前后縣城都要下大雪,老師就組織學生上街除雪,最近10多年,除了山上下雪,縣城幾乎積不起雪了?!焙谒h紀委監委駕駛員扎西認為,這正是氣候變暖造成的。
西北研究院冰凍圈實驗室在2018年4月出具的《達古冰山冰川旅游研究項目總結報告》顯示,過去5年間,冰川消失了4條。如果不加強保護,現有冰川資源將很快消耗殆盡。該實驗室副主任、研究員王飛騰表示,過去幾十年,全球各地大多數冰川開始快速退縮。達古冰川是典型的海洋性冰川,對氣候變化尤為敏感,因此,應用人工手段減緩冰川消融尤為迫切。
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