第三极冰湖活动加剧威胁下游社区和基础设施安全
冰湖的快速扩张和形成是过去几十年第三极地区环境变化最为突出的特征之一。冰湖在受到外源扰动时,如冰崩和滑坡,或因冰碛坝内部埋藏冰融化导致坝体破裂,会产生冰湖溃决洪水,其具有洪峰流量高和破坏性大等特点,对下游的社区和基础设施安全造成严重威胁。据统计,过去百年间第三极发生100余起源自冰碛湖的溃决洪水事件,累计超过7000人丧生。今年10月发生在印度锡金的South Lhonak冰湖溃决和所造成的社会经济与生命财产重大损失,再一次警示我们要高度关注冰湖变化与冰湖溃决导致的灾害风险。
第二次青藏科考“亚洲水塔动态变化与影响”任务“亚洲水塔变化及其广域效应”专题、中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队依托高精度的数据集构建和洪水建模工作,对第三极冰湖变化、历史溃决洪水特征以及冰湖溃决风险进行了综合研究,厘清了当前第三极冰湖的活动特征以及溃决洪水对下游的潜在风险。
研究结果表明,(1)2018–2022年间,第三极冰湖面积扩张了22.68±8.84 km2(图1),喜马拉雅东部和藏东南地区的冰川末端接触湖主导着整个第三极冰湖的扩张。(2)1980年以来第三极冰湖溃决频率存在显著增长趋势,从1981–1990年的1.5起/年增长到了2011–2020年的2.7起/年(图2);冰崩是导致冰湖溃决的主要诱因,造成了第三极63%溃决事件;近十年,藏东南和中国-尼泊尔边界地区是冰湖溃决洪水高发区。(3)评估第三极地区有379个极高危险和1120个高危险冰湖,模拟结果显示对下游的潜在洪水淹没范围达6353 km2;估计有55808栋建筑,105座水电设施,194 km2农田,5005 km道路和4038座桥梁受到溃决洪水威胁,有19万人直接暴露在溃决洪水路径中;评估有85个冰湖具有极高溃决风险、113个冰湖具有高溃决风险,主要分布在喜马拉雅东部和藏东南地区,对下游人类社区和基础设施安全产生严重威胁,是未来需要重点关注和防治的冰湖。
上述研究成果以“Enhanced glacial lake activity threatens numerous communities and infrastructure in the Third Pole”为题,近期在国际期刊《Nature Communications》上发表。我所与兰州大学联培博士生张太刚为第一作者,王伟财研究员为通讯作者,安宝晟正高级工程师为共同作者。该研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0208)、中国科学院国际伙伴计划(131C11KYSB20200029)等项目的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-023-44123-z
图1 2018–2022年第三极冰湖变化趋势以及不同类型冰湖在区域上的分布。
图2 a,第三极历史冰湖溃决洪水事件时空分布。b,1980年以来第三极冰湖溃决发生频率。
图3 第三极冰湖溃决风险与暴露度分布。