一场发生在尼泊尔境内海拔约5200米处无人区的冰岩崩,形成巨型泥石流,在约7分钟内高速冲击约22公里,导致海拔1800米左右的我吉隆口岸区域约0.7平方公里、27处建筑及相应附属设施被夷为平地。
尼泊尔边境地区突发冰川崩塌引发的严重泥石流灾害,造成中尼两国重大人员伤亡、失联,也把气候变暖带来的冰冻圈灾害带到人们眼前。
▲8月27日,西藏吉隆,泥石流受灾河谷 视频截图 据视觉中国
8月30日举行的灾害新闻发布会介绍,这次灾害是气候变暖长期作用下冰川失稳所致,灾害暴发突然、洪峰流量大、运行速度快、破坏性强、影响范围广,这也是青藏高原及周边地区冰冻圈灾害呈现的全新显著特征。
而在9月中国气象局的发布会上提到,过去60年,青藏高原冰川面积整体减少约24%,约7000条小冰川完全消失。未来,青藏高原的冰川内部结构稳定性将进一步下降,冰川灾害可能更加频繁,也可能通过灾害链放大效应,扩大破坏规模与影响范围。
这样的冰川灾害如何预警?面向未来,冰川危机如何解决?红星新闻记者采访了多位冰川研究者。
小众的冰冻圈
稀缺的冰崩研究测绘数据
冰川灾害风险,不止在西藏有。中国科学院西北生态环境资源研究院助理研究员徐强强,这几天正忙着对影响甘肃省的主要是祁连山脉上的冰川风险做筛查。
中国科学院天山冰川观测试验站学术站长李忠勤研究新疆冰川多年,最近在阿拉木图进行合作考察。
对他们负责的区域来说,冰川消融型洪水是更大的隐患。
冰冻圈本是个小众的圈子。徐强强向红星新闻介绍,冰冻圈在陆上有冰川、冻土、积雪三个关键要素。冻土对于道路、桥梁等工程影响大,因此关注大,科研投入力度也大。但冰川灾害此前关注度小,冰川研究难度也大。
▲西藏一处连绵铺展的冰川群 资料图 据IC photo
我们对冰川,到底了解多少?
中国科学院西北生态环境资源研究院去年宣布完成中国第三次冰川编目。这只是一个摸底。
李忠勤介绍,中国是一个冰川大国,但长冰川不多。中国有这么多冰川,但长期监测的样本相对较少。对于灾害这部分的监测,可能更弱一些。
徐强强表示,比起冰湖溃决,冰崩遥感监测难度更大,受到科学界的关注也少一些。而研究需要的高精度、高时间分辨率的测绘数据,许多科学家难以获取。徐强强自己就受困于此。
对冰川灾害机制的研究则决定了预测的能力。“从源头灾害来说,比如冰崩,它的机制实际上非常复杂,尤其是对冰川底部状态造成的一系列的机理上的问题,观测数据还不够,模拟效果得不到很好的验证,所以还达不到可以完全预测的程度。所以要加强这方面的观测和研究,尤其是冰川底部的温度的观测,需要打钻观测。还有冰川内部水的通道。”李忠勤说。
徐强强指出,要做到观测监测,乃至预测预警,最基础的学科是冰川物理学,但国内这一学科的人才还较为缺乏。
已有国务院机构公开提出未来战略。中国气象局针对吉隆泥石流保障工作9月1日召开的部署会议表示,要建立健全冰冻圈气象监测预警信息共享机制,提升防灾减灾整体效能;统筹科研力量,强化第三极地区监测预报服务和气候变化、灾害链相关科学研究,构建长序列数据集,积极参与青藏高原冰川冰湖资源调查,不断提升灾害风险早期识别、风险评估和综合研判能力。
如何预警?
先全面体检,再重点监测
徐强强认为,理想情况下,付出巨大成本,可以对类似此次冰岩崩引发的灾害实现全面预警。
“冰川分解、冰湖溃决其实都是冰冻圈自然的过程,我们关注是因为它伤害到人了,那么首先要确定人在哪里,村镇在哪里,基础设施在哪里,然后以人和基础设施为原点,去分析潜在的上游灾害。”
徐强强提出,先进行卫星广域监测“全面体检”,筛查出潜在危险冰体与冰湖。利用长期光学、SAR/InSAR、DEM等卫星档案,获取全面数据,进行分析和计算,对大范围高山进行持续筛查,发现悬冰川、高陡岩壁、异常形变、裂隙扩展等潜在危险目标,划分风险等级;这需要大专家“会诊”。徐强强这几天就在忙着“会诊”祁连山脉的冰川。
再针对少量高风险源区,集中部署有限的高频卫星、GNSS、地基雷达、运动相机、无人机拍摄、UAV、地震和声学监测资源,进行高分辨率加密监测,重点监测冰川速度、裂隙和冰湖变化,模拟沟谷—河网灾害传播,同时进行跨境信息共享,以实现下游分钟级—小时级预警,指导人员撤离与道路管控。
李忠勤也提出了类似的筛查策略。
中巴经济走廊等也面临冰湖溃决等风险。他介绍,天山冰川站对这个地区进行了一些观测,遴选出14条高危冰川进行监测。与此次引发灾害的冰川不同,这些冰川大部分在无人区,主要是对远端下游有洪水影响。
冰冻圈级联灾害链,链式放大,危险并不局限于最初发生冰崩的地方。徐强强指出,未来风险评估不能再只是画一张“哪里有冰川、哪里有冰湖”的静态图,而必须清楚灾害链。
理想情况是,做一个世界模型,一并模拟对下游的级联灾害链。但徐强强指出,即使有了海量的测绘数据,这一模型运行起来还需要消耗大量算力。
推动建立一个全国统一的
冰川灾害监测网络
数据是基础。徐强强了解到,业内有领军人物在推动建立一个全国统一的冰川灾害监测网络。他认为,真正获取“全面体检”的数据,还需要测绘等部门大量投入。
“实际上,现在观测手段有很多,例如雷达遥感可以突破光学遥感的限制,穿云透雾,监测小的位移,InSAR很强大。北斗系统精度也很高,但它需要地面配合。”徐强强说。
但也有许多测绘技术问题待解决。他举例,冰的厚度如何测量。目前使用遥感技术做的冰川编目,只能做到较为准确地测量表面面积。
地面监测始终是最难的一步。徐强强表示,冰川区难以到达,非常寒冷,没有供电,没有实时传输数据的网络。很多冰川没有去往的路,现在能去实地观测的是正好有路经过的。尤其夏季去冰川时会经过冻土或湿地区域,无法用车,只能人走。
▲研究人员在冰川上钻孔 资料图 据视觉中国
他还指出,无论是卫星还是地面数据,从获取、储存到处理,成本和门槛都很高。
徐强强认为,预警问题将是政府提需求、科学家做科研,两者合作的模式。随着对冰冻圈灾害风险重视程度的提升,可由各地测绘等相关部门进行普查,提供数据,再集合科学家力量进行分析。最后的预警决策、传播沟通与应急响应,需要由政府主导。
他也感慨,很多时候,科学家只是到发表论文这一步,提出一个方法,整个科研就结束了,进入下一轮,很少有能实际验证或指导现实的机会。他认为,科研应该转化为实用的建议,比如在冰冻圈的情境中,转化为对防灾减灾的指导,而科学家成为决策链的一环。这才是“把论文写在祖国大地上”。
全球变暖让冰川集体失稳
减排是关键方法
比起冰湖溃决前水位上涨、湖面扩大这样较为明显的前期信号,冰岩崩突发也并不是毫无预兆。
成都理工大学地质灾害防治和地质环境保护全国重点实验室发布的《中尼边境“8·26”冰岩崩—泥石流灾害链事件初步研判》一文提到,SBAS-InSAR初步分析结果显示,灾前,潜在物源区附近存在空间上相对集中、具有一定连续性的视线向形变异常。
据中央广播电视总台CGTN报道,中国气象科学研究院全球变化与极地研究所研究员张东启表示,在监测系统功能齐全且有效发挥作用的前提下,冰湖溃决的预警时间可能会以天计,但冰崩、雪崩等灾害的预警难度极大,预警时间可能在分钟级别。同样前提下,我们基本可以预测一座冰川有没有发生崩塌的可能性,但预测具体的崩塌时间难度很大。地质、气象等多方面的信号都要关注。此外,如有监测条件,冰川本身的应力形变等信号需要更加引起关注。
李忠勤表示,灾害发生前的几个月,冰川的运动速度会增加。另外,持续的高温也是造成冰川跃动、冰崩的因素。把这些高危因素监测到,有些灾害就可以减缓乃至避免。
据国际在线,去年12月15日出版的国际科技期刊《自然气候变化》刊文说,气候变化正以“惊人的速度”使全球冰川消融。本世纪中叶,每年将有2000至4000座冰川消失。
研究显示,当前,全球冰川消融速度是本世纪初的两倍多。自2000年以来,全球冰量损失超7万亿吨。仅2023年一年,冰川消融就导致全球冰量损失超6000亿吨。
冰川并不是静止的,一直处于运动当中,这涉及到冰川动力学模型和冰流速测算。徐强强说,这需要数据,以及专门的软件。现在在AI辅助下,计算可能更加高效。
对于提升灾害链快速识别与预警能力,上述全国重点实验室一文建议,建立源区快速识别、沟道过程监测和下游预警响应相衔接的技术体系,利用地震动与次声信号识别快速物质运动,并结合水位、流量和视频信息综合判定。预先制定典型灾害链情景的影响范围和响应阈值,将监测信息及时转化为交通管制、人员撤离等避险行动。
以上都是灾害发生的预警措施。有没有什么办法能从源头上去减灾?徐强强和李忠勤都给出相同的答案——减排。全球变暖让冰川集体失稳,减缓乃至逆转这一趋势是根本性策略。
后续还需要社会共同努力。徐强强在自己的公众号上发布一些科普文章,他认为增进公众对冰冻圈灾害认识也是科学家的责任。
红星新闻记者 胡伊文
编辑 许媛 审核 任志江


