亞洲高山區442個冰湖水位年際變化整體處于動態平衡

　　亞洲高山區發育著規模僅次于南極和北極的冰川，其形成冰湖的水位年際怎樣變化？如何影響環境和下游地區？

　　中國科學院青藏高原研究所三極觀測與大數據團隊聯合中外合作伙伴，最新完成“亞洲高山區冰湖水位空間格局與變化速率”研究顯示，2019年至2023年間，亞洲高山區442個冰湖的水位年際變化整體處于動態平衡。

　　這項高山冰湖領域的重要研究，由中國科學院青藏高原研究所李新、鄭東海研究員領銜，與蘭州大學、中南大學和英國利茲大學、奧地利格拉茨技術大學的科研同行合作完成，成果論文近日在綜合性學術期刊《國家科學評論》(NSR)發表。

　　有何發現

　　論文第一作者、中國科學院青藏高原研究所與蘭州大學聯合培養博士研究生汪贏政介紹說，基于2019年至2023年相關衛星的激光和雷達測高數據，以及周期波動模型，本項研究系統測量了亞洲高山區冰湖水位空間格局、年際變化速率及年內波動幅度，并解析其環境驅動機制。

　　研究結果顯示，2019年至2023年間，亞洲高山區442個冰湖的水位年際變化整體處于動態平衡。不同區域的冰湖水位變化存在顯著差異，尤其是中/東喜馬拉雅、天山西北部和念青唐古拉山區域的冰湖水位呈上升趨勢，而準噶爾阿拉套、東昆侖山等地區則表現為水位下降；冰湖水位年內波動幅度均值為0.58±0.06米，中值為0.29±0.02米；空間上，中喜馬拉雅、天山西北部等區域的水位波動較為劇烈。

　　分析發現，冰湖水位的年際變化速率受冰湖封閉狀態和冰川影響，而年內波動幅度受年內降水和地形坡度控制。此外，水位變化顯著區域(中/東喜馬拉雅、念青唐古拉山及天山西北部)與歷史冰湖潰決洪水(GLOF)事件高發區高度重合，凸顯水位監測對理解冰湖潰決洪水的重要性。

　　為何研究

　　論文共同通訊作者李新和鄭東海研究員指出，亞洲高山區升溫速率是全球平均值的兩倍多，使得該區域冰川物質加速消融，冰湖數量與面積顯著增加。此外，亞洲高山區下游密集分布著人口與基礎設施，使其成為全球最易受冰湖潰決洪水影響的地區。冰湖潰決洪水發生受冰川—冰湖—環境—壩體等多因素控制，其中冰湖水位變化會威脅壩體穩定性。

　　冰湖水位的長短期變化均是受水源流入與流出驅動：長期靜水壓力超限可致壩體破裂，觸發冰湖潰決洪水；崩塌、強降水等突發事件引起的水位瞬時激增，則通過涌浪越頂或破壞壩體，引發冰湖潰決洪水。

　　現場測量雖可提供精確數據，但存在勞動強度大、資源消耗高等缺點，且僅能覆蓋低海拔地區的少數可接近冰湖。遙感技術憑借長時序、廣覆蓋等優勢，成為冰湖監測的有效手段。當前已有10年、5年甚至逐年的亞洲高山區冰湖面積研究，不過，冰湖水位動態監測仍存不足，尤其是該地區冰湖分布范圍廣、數量多，且多為狹窄形狀的小型冰湖。

　　意義何在

　　李新表示，本項研究提出的遙感測量方法有望為全球冰湖水位監測提供技術參考，所獲結果能夠量化冰川融水對冰湖容積變化的貢獻，并為冰湖潰決洪水風險評估與潰決洪水模擬等提供關鍵數據。

　　他認為，此次研究意義主要體現為遙感技術創新和科學發現價值兩方面。遙感技術創新上，通過整合相關衛星的激光與雷達測高數據，突破傳統監測局限，實現了對亞洲高山區442個冰湖的高精度、大范圍、長時序水位監測，為冰湖研究提供了全新技術路徑。

　　科學發現價值上，突破傳統僅關注冰湖面積變化的局限，首次系統揭示冰湖水位動態特征，結果表明亞洲高山區冰湖水位總體呈動態平衡，但中/東喜馬拉雅等地區水位上升與歷史冰湖潰決洪水高發區高度吻合，這一發現為冰湖潰決洪水風險評估提供了關鍵科學依據。