冰凍圈徑流變化及影響

冰凍圈變化已經(jīng)導(dǎo)致冰川融水徑流普遍增加、融雪徑流提前、多年凍土區(qū)冬季徑流增加，這是?20?世紀(jì)?60?年代以來冰凍圈融水徑流變化的基本特點(diǎn)。

冰川融水對(duì)徑流的影響

全球變暖導(dǎo)致受冰川補(bǔ)給影響較大的河流徑流增加，對(duì)地表水資源產(chǎn)生顯著影響，這種影響在干旱缺水的地區(qū)尤為突出。以中國(guó)為例，1980?年以來，新疆出山徑流增加顯著，最高增幅可達(dá)?40%。烏魯木齊河源區(qū)徑流增加的?70%?來自于冰川加速消融補(bǔ)給，南疆阿克蘇河近十幾年徑流增加的?1/3?左右來源于冰川徑流增加；長(zhǎng)江源區(qū)近?40?年河川徑流減少?14%，而冰川徑流則增加了?15.2%。如果沒有冰川徑流的補(bǔ)給，河川徑流減少將更加顯著。這些冰川消融導(dǎo)致的江河水量增加在目前總體上是有利的。

隨著冰川面積減小，冰川融水量必然會(huì)在某一時(shí)間段出現(xiàn)減少，冰川融水由增到減的拐點(diǎn)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。研究表明，冰川徑流隨氣溫升高總體呈現(xiàn)“先增后減”的趨勢(shì)。冰川融水“先增后減”拐點(diǎn)的出現(xiàn)時(shí)間，主要與流域冰川的大小及多少有關(guān)：①冰川覆蓋率低、以小冰川為主的流域，其冰川融水“先增后減”的拐點(diǎn)已經(jīng)出現(xiàn)，如受東亞季風(fēng)影響較大的河西走廊石羊河流域、西風(fēng)帶天山北坡的瑪納斯河和呼圖壁河流域，以及青藏高原的怒江源、黃河源和瀾滄江源；②以較大冰川為主的流域在未來?10—20?年會(huì)出現(xiàn)冰川融水拐點(diǎn)，如天山南坡的庫(kù)車河和木扎特河、祁連山黑河和疏勒河，以及青藏高原的長(zhǎng)江源等；③具有大型冰川的流域，冰川融水拐點(diǎn)出現(xiàn)較晚或在?21?世紀(jì)末不會(huì)出現(xiàn)，例如，天山南坡的阿克蘇河流域，融水拐點(diǎn)可能出現(xiàn)在?2050?年以后。從冰川融水的季節(jié)分配來看，冰川開始消融日期提前，結(jié)束消融日期推后。 

積雪變化的水文效應(yīng)

1965—2015?年，歐亞大陸實(shí)測(cè)積雪變化整體呈增“暖”、增厚、增強(qiáng)趨勢(shì)，表現(xiàn)在積雪首日推遲、終日提前、積雪期減少，平均積雪深度明顯增加，90%臺(tái)站降雪強(qiáng)度增加；小雪減少，中雪?2000?年前緩慢增加、2000?年后減少，大雪整體增加，暴雪?1990?年前減少、1990?年后增加。

中國(guó)西部流域降雪/積雪融水比例一般為?15%—25%，是北方廣大地區(qū)主要水源。氣候變暖、降雪和降雨比例（雨雪比）以及積雪量變化改變了流域的年內(nèi)徑流過程，導(dǎo)致融雪提前、消融期縮短，尤其是以積雪融水補(bǔ)給為主的部分河流受影響較大，例如克蘭河最大徑流月由每年?6?月提前到?5?月（圖?2）。1960?年以來，北半球高海拔和高緯度流域融雪徑流呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其他地區(qū)主要為減少趨勢(shì)（表?1）。1960—2014?年，中國(guó)融雪徑流總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，天山南段、祁連山西段、長(zhǎng)江源區(qū)及長(zhǎng)白山區(qū)融雪徑流增加明顯；未來中國(guó)西部融雪徑流總體呈現(xiàn)變化不大或增加趨勢(shì)，高海拔區(qū)的溫升尚不足以引起雨雪比發(fā)生質(zhì)的變化，降水增加造成的高山區(qū)降雪量增加是主要原因。隨著中國(guó)西部冰川面積萎縮，冰川融水徑流減少，融雪徑流則對(duì)西部、尤其是西北地區(qū)的作用更顯重要。

圖 2新疆克蘭河阿勒泰水文站融雪徑流年內(nèi)變化

表?1 1960?年以來北半球主要河流融雪徑流變化

 說明：顯著性置信水平為0.05

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