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全球变暖下喜马拉雅冰川引起局部白天降温和变干

文章来源 :
2023-12-08 15:06
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2023124日,“亚洲水塔动态变化与影响”任务“亚洲水塔区水循环动态监测与模拟”专题研究团队,在国际著名学术期刊《自然地球科学》Nature Geoscience)上发表了关于全球变暖背景下喜马拉雅冰川变化影响的最新研究成果。意大利国家研究委员会极地科学研究所Franco Salerno教授为论文共同第一作者,Franco Salerno意大利国家研究委员会水研究所Nicolas Guyennon教授为论文共同通讯作者。

喜马拉雅冰川是亚洲次大陆的水源,因此理解喜马拉雅山冰川对全球变暖的响应至关重要。全球变暖是否导致喜马拉雅冰川在炎热的夏日融化?此前,科学给出了与海拔高度相关的变暖效应,认为高海拔“感受到”全球变暖的影响更强,升温更快。然而,目前对于各种尺度下冰川变化的气候驱动因素仍存在很大的不确定性。位于珠穆朗玛峰南坡的一个高海拔气候站(金字塔站)记录了过去近三十年的气象资料。

研究团队利用该站观测数据揭示:在过去区域变暖的近三十年中,这里观测的夏季日最高气温和降水量出现了下降。基于ERA5-Land再分析资料,发现该现象普遍发生于喜马拉雅山地区的冰川集中区。研究团队将喜马拉雅冰川“反抗”全球变暖的机制归因于增强的下坡风(冰川风)。

如图1所示,由于夏季白天冰面温度被限制在零摄氏度,自由大气的升温造成了冰川表面与空气的温差加大,使得近冰面的大气密度增加,进而增大压力梯度,产生更强更频繁的下坡气流,减缓暖湿空气向上运动。一方面,增强的下坡风导致了冰川末端的降温和干燥,有利于该区域冰缘环境和生态系统的稳定;另一方面,增强的下坡风也使得其与暖湿的上山风的辐合带下移,意味着在冰川所在的高海拔地区降水量减少了,不利于冰川物质积累。高分辨率数值大气模拟验证了这一机制。


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1 喜马拉雅山地区冰川下缘的空气降温示意图

基于该发现提出了冰缘环境中局部气候如何响应大规模变暖的概念模型,具有超越喜马拉雅地区的潜在重要性。大气变暖会加剧下坡风,从而阻碍低海拔地区的水汽向上传输。鉴于喜马拉雅山经历了地球上最大的山地冰川质量损失,它们很可能特别容易受到该影响。相比之下,邻近的喀喇昆仑山在最近几十年里增加了冰川质量,这可能意味着喀喇昆仑冰川对夏季风降水的依赖性较小,而更依赖于来自西风扰动的冬季降水,因而这一概念模型可能并不适用于这一地区。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-023-01331-y