【世界地球日】：珠峰冰塔林消融說明什麼？

人類依附地球生存，地球因為有了人類而更加豐富。近年來，氣候變暖、空氣質量惡化、土壤污染、自然資源開採過度等狀況的出現，給人類的生活與自然環境造成了損害與威脅。

世界地球日（World Earth Day），是一項世界性的環境保護活動。1970年4月22日，在美國的蓋洛德·尼爾森和丹尼斯·海斯的倡議和組織下，美國數十萬群眾參與了「地球日」這個重要的活動，呼籲創造一個清潔、簡單、和平的生活環境。在1990年4月22日，全世界140多個國家，超過2億人參與了「地球日」的活動。從1990年開始，我國每年都進行「地球日」的紀念宣傳活動。

地球是人類的家園，她不僅以豐富的資源哺育萬物，還創造出眾多壯麗的自然奇觀，冰塔林就是其中一種。在過去的50年間，珠穆朗瑪峰（以下簡稱「珠峰」）北坡的冰塔林正在悄然發生變化，這與氣候變暖有一定的關係。在2015年世界地球日到來之際，希望此文能夠喚起人們對地球家園的關注與保護。

三次難忘的冰塔林之行

冰塔林是北半球中低緯度冰川區域的一種特殊的自然現象，是大自然給人類創造的壯麗奇觀，珠峰北坡的冰塔林是富有代表性的景觀。自1966年以來，我因科學考察之需，曾經8次進入珠峰地區考察，其中，於1966年、1975年和1980年春前後3次進入冰塔林區域。

1966年春，我第一次來到珠峰北坡進行科學考察。5月下旬的一天，我陪同其他三位隊友進入中絨布冰川海拔5300～5600米地區，採集冰雪樣品。

當年26歲的我，年輕，好奇心強，在進入冰塔林區後，幾乎每前進一步都有新的景觀震撼著我。一人多高宛如駱駝的冰塔、幽深宛如蛟龍巨嘴的冰洞、斜卧在山坡上的「冰筆架」，都是前所未見的奇觀。在海拔5600米附近，一片高低錯落的冰塔林展現在我的眼前，彷彿是安徒生童話里的冰雪宮殿。

1975年春，我第二次來到珠峰北坡考察。3月中旬，我帶隊去中絨布冰川，配合新華社和體育報記者拍攝新聞照片。在海拔5300米左右，我們進入了冰川區，沿途的冰塔林風光深深吸引了大家。在快到海拔5400米時，面前一幅壯觀的畫面把我們的目光凝固住了：寬闊的冰湖在陽光照射下閃閃發光，冰湖被多座高高的冰塔林環繞，目測高差可達50米以上，前面的隊友正穿行通過它，這一幕讓我至今難忘。

1975年，考察隊友在珠峰北坡中絨布冰川中，遠景是珠峰及其旗雲

1980年4～5月，我帶隊在珠峰北坡進行科學考察。同期，上海科學教育電影製片廠在珠峰北坡冰川區拍攝《中國冰川》科教片。當時為了配合科教片的拍攝，我帶領7名科考隊員從海拔5300米的山口出發，越過海拔5900米的營地，直接到達海拔6000米的冰塔林區，並且在當天返回了大本營。這次活動雖然任務艱巨，但好在有驚無險。當時由於時間太緊張，我沒有更多時間欣賞冰塔林和拍照片，但我的感覺告訴我，冰塔林與1975年的情況大同小異。

1980年，從冰洞中眺望珠峰

1980年，中日雙方部分隊員合影於珠峰北坡絨布寺（右三為作者）

後來，我的隊友們曾經於1990年、1992年、2004年和2005年的春季進入珠峰北坡冰塔林區域。我們在科學考察研究的同時，也拍攝了不同時期冰塔林的照片。仔細研究這些照片，從中可以看到幾十年中冰塔林本身的變化。

解讀神奇壯麗的冰塔林

珠峰北坡的冰塔林非常美麗壯觀。那麼，是否所有的冰川中都有如此神奇美麗的冰塔林呢？答案是否定的。

冰川地貌學家王富葆、王宗太、施雅風等在《珠穆朗瑪峰地區科學考察報告（1966～1968）—現代冰川與地貌》一書中指出，大規模的冰塔林景象僅僅是位於中低緯度的喜馬拉雅和喀喇昆崙山區的特殊冰川地貌奇觀，而在緯度較高的昆崙山、天山、祁連山，低緯度赤道附近的乞力馬扎羅山和南美洲的安第斯山地區，儘管也有一些類似山崗狀的冰丘陵或冰雪柱，但沒有大規模的冰塔林出現。

為什麼珠峰北坡的冰塔林會如此奇特呢？

根據冰川地貌學家王富葆等的文章，綜合氣象學家在珠峰的有關觀測資料，我認為，形成像珠峰北坡那樣千姿百態的冰塔林，必須有如下三個條件：

1. 要有適當坡度的地形，才有利於冰川在運動過程中產生多種褶皺和斷裂的狀態，以形成冰塔林的雛形。一般說來，應在15°到30°的坡度； 坡度超過30°，甚至更大，就形成瀑布冰川了；坡度小於15°，冰川不會褶皺和斷裂。

2. 在消融季節，要有適當的太陽輻射和適當的太陽高度角(70°～80°)，才能使冰面上的不同部位消融不同，尤其是使得冰面的低凹處接受較多的熱量，消融強烈，才逐漸形成冰塔的高低錯落。

3.在消融季節，要氣候乾燥，冰塔才容易出現升華現象（即由固態直接轉化為氣體狀態）。而且在冰塔雛形的不同高度風速不同，才能使得不同高度的固態轉化為氣態的量明顯不同，才容易形成高低錯落的奇特外觀。

這3個條件中，第一個條件容易滿足，但第二、第三個條件就不容易了。比如，在緯度太低的地區，太陽輻射太強，太陽高度角太高，冰面很容易融化，冰面不同部位的融化相差不大，不易形成高低錯落的冰塔林；在高緯度的北極地區，太陽輻射太弱，高度角太低，也不容易形成高低錯落的冰塔林，而是常見的冰川了。

北極斯瓦爾巴群島上的冰川，其坡度適宜形成冰川褶皺和 斷裂的雛形，但因為緯度太高，不滿足形成冰塔林的條件

TIPS:珠峰北坡形成冰塔林具有得天獨厚的條件

根據冰川氣象學家觀測，在珠峰北坡海拔5300～6000米，由於冰川運動常常形成褶皺和斷裂，形成了冰塔林的雛形。春夏季，太陽輻射強，且太陽高度角在70°～80°，容易照射到冰面的不同部位，尤其是低凹處。風速在冰面不同高度上差異很大，冰面最高處的風速可比最低處的風速大2～4倍。風速越大，冰的氣化量越大，耗費的熱量很大，剩餘熱量消融的冰量非常小；風速越小，消耗熱量越小，消融的冰量則越大。冰面高低處的這種消融差異，使得冰塔越來越高，形狀越來越奇特，造就了珠峰北坡的冰塔林奇觀。

氣候變暖與珠峰北坡冰塔林變化的關係

珠峰北坡地區（以距離珠峰北坡大本營約60千米的定日站為代表）自1971年到20 09年的39年中，氣溫增加了0.90℃（表1、圖1）。珠峰北坡氣候變暖對於冰塔林有什麼影響呢？我們從解讀冰塔林的成因中可以推測一些端倪。

圖1：珠峰北坡1971～2009年 年平均氣溫變化（℃）

表1：珠峰北坡1971～2009年年平均氣溫變化（℃）

我們知道，冰塔林是中低緯度冰川中的特殊地理現象，其主要原因之一是與太陽輻射強度密切相關，而中低緯度與低緯度太陽輻射的差異又主要體現在氣溫的不同。隨著珠峰地區氣候變暖，這就相當於珠峰北坡的緯度降低了，慢慢接近低緯度的氣溫狀況。因此，冰塔林的融化會逐漸加劇，出現壯麗冰塔林的海拔高度會逐漸升高。

下面我們將通過珠峰氣溫變化與冰塔林的歷史資料來討論彼此之間的關係。

1966～1980年：珠峰北坡的冰塔林發育良好， 冰塔林高差在3 0 ～ 5 0米，冰湖、冰蘑菇現象很普遍，這與在此期間氣溫沒有什麼變化有關。

1981～1990年：珠峰冰塔林也沒有明顯變化，冰塔林高差在30米以上。

1992年：在海拔6000米的冰塔林已經有了融化現象，冰塔融化後形成了冰掛。

2004年：2004年，中國科學探險協會主辦清潔珠峰活動，拍攝到了海拔6400米的冰塔林，顯而易見，一方面有部分地方融化，另一方面，冰塔的高差明顯減小。

2005年：2005年，珠峰北坡的冰塔林變化更大，海拔5900米的冰塔林有了崩塌現象，冰湖開始融化，海拔5300米的冰湖已經完全融化，形成了湖泊，珠峰的倒影依稀可見。

1992年，珠峰北坡中絨布冰川海拔6000 米的冰塔林部分融合成冰掛（攝影/杜澤泉）

比較上述照片並對比表1中的資料，我們不難看出，在20世紀70年代和80年代，珠峰北坡地面氣溫較低，年平均氣溫為2.7℃，在此期間拍攝的冰塔林發育良好，高差達到50多米，千姿百態，巍峨壯觀。自19世紀90年代起，珠峰北坡氣溫迅速升高，20年內升高0.4℃，到了21世紀的前10年，氣溫更進一步升高達0.5℃。與此相應，珠峰北坡冰塔林逐漸融化崩塌，尤其是在2004年、2005年拍攝的照片中，融化和崩塌現象都非常顯著，海拔5900米的冰塔林崩塌，冰湖在春夏季融化。

上述情況可能說明，地面氣溫變化對於冰塔林的影響似乎有一段時間位向差，即要等地面氣溫升高几年後，冰塔林融化和崩塌的現象才逐漸表現出來。

通過分析1966～2005年期間珠峰北坡冰塔林的變化與氣溫變化的關係，我們不難看出，珠峰地區氣候變暖是冰塔林融化崩塌的主要原因。如果要使得珠峰北坡壯麗的冰塔林景觀恢復，恐怕要等待未來這裡的氣候變冷，恢復到20世紀六七十年代時的情況才行。珠峰北坡冰塔林奇觀的逐漸消失為我們敲響了警鐘，人類要儘可能地約束自己行為，主動並有效地節能減排，才有可能不為氣候變暖推波助瀾。

（作者：高登義，中國科學院大氣物理所研究員）

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