在經(jīng)歷了又一個(gè)炎熱夏季后，2023年4月下旬，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任、新疆天山冰川國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天山站”）站長(zhǎng)王飛騰和導(dǎo)師李忠勤，帶領(lǐng)科考隊(duì)再次登上新疆烏魯木齊河源1號(hào)冰川（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天山1號(hào)冰川”），為它做全面的“體檢”。

天山1號(hào)冰川末端海拔3850米。本文圖片均由澎湃新聞?dòng)浾?胥輝 薛莎莎 朱軒 攝

“20年退縮了近100米?！闭驹谔焐?號(hào)冰川末端裸露的巖石灘上，王飛騰頗有感慨。這讓他想起10年前第一次來(lái)到這里的場(chǎng)景，彼時(shí)身邊大片巖石灘“還都是冰面”。

全球變暖趨勢(shì)下冰川加速消融退縮，已成為目前無(wú)法改變的事實(shí)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者們對(duì)全球40多條參照冰川進(jìn)行了數(shù)十年不斷監(jiān)測(cè)研究，試圖尋找到一個(gè)行之有效的方法來(lái)減緩冰川的消融速度。

但狀況不容樂(lè)觀。研究表明，近30年以來(lái)，40條參照冰川中有36條在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)普遍退縮，全球冰川在2000年之后出現(xiàn)了加速消融的變化趨勢(shì)。

天山1號(hào)冰川作為全球唯一一條位于中國(guó)境內(nèi)的參照冰川，國(guó)內(nèi)研究者對(duì)它進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)60年的持續(xù)觀測(cè)，最終得到了一個(gè)令人擔(dān)憂的預(yù)測(cè)：如果沒(méi)有得到有效保護(hù)，天山1號(hào)冰川或許會(huì)在50年后消失。

“如果保護(hù)得好，它可以延長(zhǎng)40年壽命?！崩钪仪诟嬖V澎湃新聞（www.dbgt.com.cn），即便如此，天山1號(hào)冰川和全球更多冰川仍會(huì)在未來(lái)離我們而去。

由于長(zhǎng)期的消融，天山1號(hào)冰川在1993年分割為東支和西支。

冰川的物質(zhì)平衡

每年的春季和秋季，科考隊(duì)要對(duì)天山1號(hào)冰川各進(jìn)行1次常規(guī)觀測(cè)。

從新疆烏魯木齊市區(qū)駕車(chē)出發(fā)，途經(jīng)烏魯木齊縣和曾經(jīng)的后峽工業(yè)區(qū)，約2個(gè)小時(shí)就來(lái)到了天山站。往常，天山站只有幾位常駐工作人員，4月底這幾天，站里“熱鬧”了起來(lái)。

科考隊(duì)員們陸續(xù)趕來(lái)站上。李忠勤在天山站工作了近三十年，今年已經(jīng)61歲的李忠勤，每逢春季、夏季和秋季的野外觀測(cè)，他都會(huì)提前來(lái)站上，和王飛騰一起帶隊(duì)上天山。

天山山脈是亞洲內(nèi)陸中部的著名山系，世界干旱區(qū)域的多雨山地之一，發(fā)育了現(xiàn)代冰川7900多條，面積達(dá)1萬(wàn)平方千米。天山1號(hào)冰川是其中一條，冰川末端海拔有3850米，最高海拔4484米，距離烏魯木齊市約130公里，是世界上離大城市最近的冰川。

4月27日，陽(yáng)光明媚。早飯過(guò)后，科考隊(duì)員們排隊(duì)領(lǐng)一份干糧。一張馕、一包牛肉干、兩根腸，就是上山的午飯。

天山1號(hào)冰川

沿著蜿蜒的山路，從天山站到1號(hào)冰川，還有2個(gè)多小時(shí)路程。往天山1號(hào)冰川去，上山的部分路段只能徒步，設(shè)備靠人背肩扛，穿過(guò)荒蕪的亂石山，再踏上沒(méi)過(guò)膝蓋的積雪，才能抵達(dá)。

這是一次常規(guī)的、系統(tǒng)性野外觀測(cè)活動(dòng)，由中科院天山冰川站、新疆自然資源廳測(cè)繪科學(xué)研究院、新疆氣候中心、石河子大學(xué)、西北師范大學(xué)以及上海交通大學(xué)等多個(gè)單位聯(lián)合開(kāi)展，各組成單位分別完成不同的科考任務(wù)。

按照科考計(jì)劃，科考隊(duì)要采取花桿和RTK（Real Time Kinematic：全球定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量）等方式進(jìn)行冰川物質(zhì)平衡觀測(cè)及雪樣的化學(xué)成份等。

他們要把五六米長(zhǎng)的花桿打進(jìn)冰川，等今年8月再來(lái)測(cè)量花桿的高度，獲得的數(shù)據(jù)以和不同時(shí)期冰川物質(zhì)平衡結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，了解冰川的消融變化狀況。

冰川物質(zhì)平衡即冰川的積累與消融，反映著冰川物質(zhì)收入和支出的關(guān)系，是冰川的生命線。如果累積冰川物質(zhì)平衡為負(fù)的狀態(tài)，那就代表著冰川在持續(xù)退縮。

用蒸汽鉆在厚厚的冰川上鉆孔，再把多根細(xì)長(zhǎng)的傳統(tǒng)花桿插入孔內(nèi)。

“一二三，起！一二三，起！” 在海拔3900米處，科考隊(duì)員周平、林茂偉和陳浩“打花桿”的任務(wù)進(jìn)行得似乎不太順利。前一天已經(jīng)調(diào)試好的蒸汽鉆，在冰川上的低溫環(huán)境下，效果并不理想。

天山1號(hào)冰川從1962年至2018年的對(duì)比。天山站提供

“水一直燒不熱?！绷置瘋ビ行┌l(fā)愁，該如何打出六米深的孔來(lái)？嘗試多次后，終于鉆出五六米深的孔來(lái)，周平、林茂偉和陳浩趕緊往孔里打花桿。三個(gè)人握著一根花桿使勁嘗試著把花桿打得深一點(diǎn)、再深一點(diǎn)。然而剛打進(jìn)五米深，花桿就再也打不進(jìn)去了。

與此同時(shí)，尋找去年打進(jìn)冰川的花桿這一任務(wù)也難以進(jìn)行。王飛騰介紹，今年冬季氣溫反常，積累的新雪較厚，往年4月山上零下10℃，而今年氣溫更低一些，去年打下的花桿被雪掩蓋，也很難找到。

和以往安裝的傳統(tǒng)花桿不同，這次春季冰川野外觀測(cè)，科考隊(duì)還帶來(lái)了一項(xiàng)新技術(shù)成果——智能花桿。徐春海和其他幾位隊(duì)員的任務(wù)就是安裝智能花桿。

在海拔3900米左右，他們把今年冬季積累的新雪鏟掉，挖出一塊安裝智能花桿的區(qū)域，再用蒸汽鉆在冰川上鉆孔，而這個(gè)孔正是用來(lái)放置智能花桿的探頭的。

“這是中國(guó)第一臺(tái)智能花桿?！崩钪仪诮榻B，這臺(tái)機(jī)器架起來(lái)后，就可以定期直接獲取數(shù)據(jù)。它的“智能”體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是節(jié)省了人力，二是這臺(tái)機(jī)器可以把測(cè)試時(shí)間設(shè)定為幾分鐘、幾十分鐘，來(lái)觀測(cè)冰川的積累和消融，“這對(duì)模型研究、模擬預(yù)測(cè)冰川的變化，以及對(duì)冰川和水資源、水循環(huán)都有重要意義?！?/p>

當(dāng)晚回到站上，科考隊(duì)緊急開(kāi)會(huì)，商討對(duì)策。最終決定，等到天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)，再上山測(cè)量去年的花桿，打進(jìn)新花桿。

科考隊(duì)登上天山1號(hào)冰川進(jìn)行觀測(cè)

持續(xù)60多年觀測(cè)

向天山而行途中，有一條潺潺溪流。

這水便是從天山1號(hào)冰川而來(lái)，流向有四百多萬(wàn)常住人口的烏魯木齊市。夏季，冰川融化，水面變寬，冰川融水成為烏魯木齊市重要城市補(bǔ)給。

在全球范圍內(nèi)，世界冰川監(jiān)測(cè)服務(wù)處（WGMS）選定的參照冰川只有40多條，分布在亞洲、歐南美、北美等19個(gè)地區(qū)，用以代表全球山地冰川。

天山1號(hào)冰川即是其中之一，也是全球唯一一條位于中國(guó)境內(nèi)的參照冰川。

“WGMS提出的參照冰川的標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格?！?中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院工程師牟建新介紹，其中一條標(biāo)準(zhǔn)就是要求物質(zhì)平衡觀測(cè)序列長(zhǎng)度超過(guò)了 30 年，且具有持續(xù)（近2年）的基于冰川學(xué)方法的物質(zhì)平衡觀測(cè)；觀測(cè)缺失年份不超過(guò)10% ，重新建立的觀測(cè)必須超過(guò)數(shù)據(jù)缺失序列長(zhǎng)度的50% 。

天山1號(hào)冰川正好滿足WGMS的這些嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)對(duì)于天山1號(hào)冰川的觀測(cè)始于1959年，已持續(xù)60多年。1958年，著名地理學(xué)家、“中國(guó)現(xiàn)代冰川學(xué)之父”施雅風(fēng)組建了中國(guó)科學(xué)院高山冰雪利用研究隊(duì)，共120多人，分成6個(gè)考察隊(duì)，以查明祁連山冰川數(shù)量為目標(biāo)，歷時(shí)4個(gè)多月，步行2500千米，登山涉水、冒險(xiǎn)攀登，考察了60多條冰川，連同部分山區(qū)航空相片判讀，粗略登記了941條冰川。

不同的是，當(dāng)時(shí)研究目的是如何有效利用高山區(qū)冰雪資源。王飛騰介紹，通過(guò)對(duì)這些冰川的考察觀測(cè)，施雅風(fēng)看到了冰川的重要作用，并以此為基礎(chǔ)，建立了中科院蘭州冰川凍土研究所。

因?yàn)樘焐?號(hào)冰川的可及性，施雅風(fēng)在1959年倡議并組織建立天山站。它的建立，標(biāo)志著中國(guó)冰川學(xué)研究從無(wú)到有，從野外考察走向定位觀測(cè)試驗(yàn)。1號(hào)冰川也成為我國(guó)監(jiān)測(cè)時(shí)間最長(zhǎng)、資料最為系統(tǒng)的冰川。

王飛騰和學(xué)生

每說(shuō)到這，李忠勤都倍感驕傲。面對(duì)鏡頭，他對(duì)天山1號(hào)冰川觀測(cè)取得的榮譽(yù)如數(shù)家珍，比如，1981年，天山站進(jìn)入世界冰川監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)（WGMS），成為全球重點(diǎn)觀測(cè)的十條冰川之一，1988年成為中國(guó)科學(xué)院首批對(duì)外開(kāi)放臺(tái)站，2000年成為首批國(guó)家重點(diǎn)野外試點(diǎn)站，2006年成為國(guó)家重點(diǎn)站。

除了對(duì)天山1號(hào)冰川持續(xù)觀測(cè)，天山站還承擔(dān)著冰川學(xué)人才培養(yǎng)的任務(wù)。

在施雅風(fēng)之后，我國(guó)又出現(xiàn)謝自楚、秦大河院士及姚檀棟院士等著名冰川學(xué)者。

但國(guó)內(nèi)冰川學(xué)的研究者還是很稀缺。每年的春季和秋季觀測(cè)，多個(gè)高校的學(xué)生來(lái)到天山，實(shí)地考察學(xué)習(xí)。對(duì)于冰川這一學(xué)科，還沒(méi)入學(xué)的席蕓蕓似乎了解不多。在登上冰川、實(shí)地科考后，她仍然迷茫自己是否會(huì)選擇這一方向。

李忠勤做老師的這些年，帶出的學(xué)生有100多名，但真正從事冰川及相關(guān)工作的也就30多個(gè)。

“從事這個(gè)職業(yè)的人，比考古學(xué)還要稀罕，很多學(xué)生考研考博后，不知道這個(gè)專(zhuān)業(yè)……現(xiàn)在加上學(xué)生，全國(guó)搞冰川研究的，也就不超過(guò)50個(gè)人?！蓖躏w騰說(shuō)。

一方面是“苦寒”的冰川學(xué)，一方面又身處西部地區(qū)，如何留住人才？李忠勤說(shuō)，想了一些辦法，“用感情留人，用事業(yè)留人，包括王飛騰，老家在山東，也是留下來(lái)了?！?/p>

科考隊(duì)維修氣象站

不斷后退的冰川末端

數(shù)十年持續(xù)對(duì)天山1號(hào)冰川的觀測(cè)，為世界積累了寶貴的研究數(shù)據(jù)。

4月28日傍晚，在天山站的院子里，中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院工程師牟建新帶著幾名學(xué)生，正在研究明天科考要用到的設(shè)備RTK。

我國(guó)目前擁有冰川48571條，總面積約51840.1 km2，冰儲(chǔ)量約有4494 km3。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，受全球氣候變暖影響，中國(guó)冰川呈現(xiàn)全面、加速退縮趨勢(shì)。

天山1號(hào)冰川作為世界上離大城市最近的冰川，是天然的“試驗(yàn)場(chǎng)”。“通過(guò)這樣的試驗(yàn)，將來(lái)推廣到更多的冰川上去，做更多的工作?！崩钪仪谡f(shuō)。

RTK測(cè)量技術(shù)，是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，能實(shí)時(shí)提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。

在這次科考中，牟建新要帶著他們完成冰川末端變化的監(jiān)測(cè)任務(wù)。除了完成科考任務(wù)，他的另一任務(wù)是教學(xué)生們使用RTK監(jiān)測(cè)冰川末端變化。

把RTK搬到天山1號(hào)冰川東支和西支之間一塊較高的巖石坡上，三“腳”放平保持穩(wěn)定，連接電池，牟建新一邊緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)RTK上方的螺絲，一邊調(diào)試參數(shù)。

巖石坡本身不平穩(wěn)，加上呼呼的大風(fēng)，調(diào)試結(jié)果一直不理想。

安裝花桿時(shí)，鉆孔遇阻。

“別動(dòng)別動(dòng)，這邊對(duì)著呢，再別動(dòng)了?！苯雮€(gè)小時(shí)后，RTK終于調(diào)試好了，牟建新趕緊讓學(xué)生們來(lái)看一看結(jié)果。

設(shè)備調(diào)試好后，下一步就是在冰川末端尋找標(biāo)記物，記錄下標(biāo)記物到冰川末端的距離。

“上次找的石頭是2018年，甚至還有2014年的，（由于冰川消融）現(xiàn)在距離太遠(yuǎn)了，本來(lái)拉尺子（測(cè)量）就有誤差，如果太遠(yuǎn)了，加上方向有偏差，誤差就更大了。”帶著學(xué)生們踏過(guò)巖石灘，牟建新找了一塊大石頭，測(cè)量結(jié)果顯示，這塊石頭距離冰川末端有16.45米。

他在石頭上標(biāo)記上方向和年份。到今年夏季的8月份，科考人員會(huì)按照相同方向再測(cè)量一次，兩次距離相減，得出的數(shù)值就是冰川末端的消融量。

“10年前布的點(diǎn)，（現(xiàn)在距離）已經(jīng)有八九十米了，消融得很多?！蹦步ㄐ路Q(chēng)，今年要多標(biāo)記幾塊石頭。

基于近年來(lái)的多個(gè)研究顯示，過(guò)去50年，烏魯木齊河流域冰川面積縮小了19%。而天山1號(hào)冰川近30年來(lái)呈現(xiàn)加速退縮趨勢(shì)，2012年至2018年期間，天山1號(hào)冰川面積減少0. 07平方公里，末端變化退縮幅度更為顯著。

國(guó)內(nèi)第一臺(tái)智能花桿

這一趨勢(shì)與全球參照冰川基本一致。分析數(shù)據(jù)顯示，1980年至2000年全球參照冰川物質(zhì)均處在虧損狀態(tài)，年代際物質(zhì)平衡變化較小，冰川消融速率也較小，但在2000年以后冰川消融量不斷增大，消融速率明顯上升。40條參照冰川中的36條在觀測(cè)時(shí)段內(nèi)處于累積物質(zhì)平衡為負(fù)的狀態(tài)，普遍在退縮，尤其在中緯度比較強(qiáng)烈。

一項(xiàng)研究表明，20世紀(jì)以來(lái)，隨著全球性升溫和降水變化，世界上大多數(shù)山岳冰川都處于不同程度的退縮狀態(tài)，而且這一退縮在最近二三十年來(lái)又出現(xiàn)了強(qiáng)烈的加速趨勢(shì)。

李忠勤曾在論文中提到了他的擔(dān)憂：我國(guó)這些高海拔山地冰川，目前的規(guī)模仍然未能與當(dāng)前氣候狀況達(dá)到平衡，即便氣候條件不再發(fā)生變化，還將持續(xù)退縮，到21世紀(jì)末，冰川條數(shù)會(huì)減少70％以上。

科考隊(duì)員們抬土工織布上冰川

加速消融的現(xiàn)狀

減緩消融速度以拯救冰川已到了刻不容緩的地步。

堅(jiān)持觀測(cè)天山1號(hào)冰川的20多年里，李忠勤曾肉眼目睹到冰川的消融，尤其在冰川末端，一直在退縮。

2004年，王飛騰考入中科院，成為李忠勤的碩士研究生。那年暑假，李忠勤就帶著王飛騰來(lái)到天山1號(hào)冰川。

從老家山東來(lái)的王飛騰到達(dá)烏魯木齊后，再?gòu)氖袇^(qū)來(lái)到天山1號(hào)冰川腳下，他才真切地感受到山高谷深、一天四季。如今，從事冰川研究19年的他，也目睹了1號(hào)冰川的變化。

“這個(gè)水就是冰川融水，等到夏天時(shí)這個(gè)融水就會(huì)變大，不光是這個(gè)地方，下面也會(huì)流，所以說(shuō)冰川真是無(wú)時(shí)無(wú)刻不在消融。當(dāng)時(shí)，從這個(gè)地方就可以上冰川了。”王飛騰指向不遠(yuǎn)處的流水，又指了指腳下的巖石灘稱(chēng)，這19年，1號(hào)冰川每年都在后退。

他感到心痛，“就像一個(gè)病人得了癌癥，（我們）想了很多辦法，但只能延緩（冰川消融）?！?/p>

更直觀的是數(shù)據(jù)。

在冰川上覆蓋提高土工織布

1962年，天山1號(hào)冰川面積是1.95km2；2009年是1.65 km2，47年間共減小了0.3 km2（15.4%）。從減小速率上看1986-2009年為0.0086 km2/a，比 1962-2009年的0.0062 km2/a高出38.7%。厚度測(cè)量結(jié)果表明，1號(hào)冰川平均厚度在1981年為55.1 m，2001年為51.5 m，到2006年減小到48.4m。

歷史數(shù)據(jù)顯示，上世紀(jì)60年代到80年代中期，1號(hào)冰川的物質(zhì)平衡量有正有負(fù)，變化相對(duì)平穩(wěn)。直到1993年，1號(hào)冰川消融得分割成東、西兩支。90年代中期后，消融速度更加明顯。

1996年至1997年間，1號(hào)冰川加速消融，物質(zhì)平衡出現(xiàn)更大負(fù)值。而現(xiàn)在以每年5-7m的速度退縮。

放眼全國(guó)，過(guò)去50年，全國(guó)冰川平均退縮了18%；過(guò)去五六年，國(guó)內(nèi)的冰川已經(jīng)消失了8310條。

“這個(gè)數(shù)據(jù)是非常非常震撼的，包括烏魯木齊河流域，也有10條冰川已經(jīng)消失了。”王飛騰稱(chēng)，全世界有20億人受冰川變化的影響，最大的影響是水資源短缺，其次，冰川的變化也將導(dǎo)致局地的氣候環(huán)境變化。

該如何保護(hù)冰川？這個(gè)問(wèn)題一直困擾著王飛騰。

2020年，他開(kāi)始探索冰川保護(hù)方法，開(kāi)啟“給冰川蓋被子”試驗(yàn)。實(shí)踐證明，方法是有效的。僅過(guò)去兩個(gè)月，冰川就減緩消融了一米多。

為了保護(hù)冰川，中國(guó)的科學(xué)家們也嘗試在冰川上進(jìn)行人工降雪試驗(yàn)。

王飛騰

然而，我國(guó)有四萬(wàn)八千多條冰川，該如何保護(hù)這更多數(shù)的、人類(lèi)不可及的冰川？

“現(xiàn)在我確實(shí)想不到更好的辦法?！蓖躏w騰有些沮喪地說(shuō)，“現(xiàn)在是無(wú)法阻擋（消融），只能減緩，而且還是局部、有限地減緩，就是沒(méi)辦法，不，是有辦法，就是控制氣溫升高，全世界政府聯(lián)合起來(lái)，把溫度上升的幅度抑制住?！?/p>

權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球平均溫度較工業(yè)化前水平（1850~1900年平均值）高出1.2℃，2011~2020年是有完整氣象觀測(cè)記錄以來(lái)最暖的十年；全球海洋熱含量和平均海平面高度均再創(chuàng)新高；全球氣候風(fēng)險(xiǎn)不斷加劇。

“冰川消融，這是全球性問(wèn)題?！崩钪仪谔寡裕种茪夂蜃兣?，是對(duì)冰川最好的保護(hù)；其次要注重冰川周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)，減少冰川表面的沉積物。

為應(yīng)對(duì)氣候變化，2015年12月12日，197個(gè)國(guó)家在巴黎召開(kāi)的締約方會(huì)議第二十一屆會(huì)議上通過(guò)了《巴黎協(xié)定》，旨在大幅減少全球溫室氣體排放，將本世紀(jì)全球氣溫升幅限制在2℃以?xún)?nèi)，同時(shí)尋求將氣溫升幅進(jìn)一步限制在1.5℃以?xún)?nèi)的措施。

2016年，我國(guó)簽署了《巴黎協(xié)定》。2020年9月，我國(guó)提出將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的“雙碳目標(biāo)”。

“如果不對(duì)天山1號(hào)冰川進(jìn)行有效保護(hù)，它或許會(huì)在50年后消失?！崩钪仪诟嬖V記者，如果保護(hù)得好，它可以延長(zhǎng)40年的壽命。即便如此，天山1號(hào)冰川和全球更多冰川仍會(huì)在未來(lái)離我們而去。