【文章內容簡介】 流起了重要作．近十幾年來冰川大量消融，從短期來看，增加了河流徑流補給，有利于流域工農業(yè)生產和城市生活用水；但從水資源可持續(xù)利用角度看，冰川大量消融會使冰川面積縮小最終消亡，河流失去冰川的調節(jié)，徑流減少，同時增大發(fā)生豐、枯水機會（吳素芬，劉志輝等，2006年）。（3）人類活動造成了冰川區(qū)污染，加劇了冰川融化 近20多年來后峽一帶人口增多，工廠和冬季取暖排放污染物增多，尤其是1996年后水泥廠、電石廠擴建和采礦爆破造成的污染，以及冰川附近人為活動頻繁，有加劇冰川消融作用（吳素芬，劉志輝等，2006年）。 瑪納斯河流域冰川融化加劇影響分析（1）流域徑流量顯著增加，年內徑流變化增大20世紀80年代、%、%%。%，%；春季（35月）徑流僅占全年徑流量的9%，夏季（68月）徑流主要靠高山冰雪融水及山區(qū)降水補給，占全年徑流的68%，比重上升。（2）彌補流域生態(tài)需水的不足，緩解水體污染和土壤鹽漬化瑪納斯河流域水資源嚴重短缺，加之流域大規(guī)模水土開發(fā)建設，導致瑪納斯河的尾端瑪納斯湖干涸。近些年隨著冰川融化供給水量的增加，及水資源管理的加強，生態(tài)需水的不足得到了一定程度的緩解，生態(tài)得到一定程度的恢復；但水土流失的風險增大。流域下游生態(tài)保護區(qū)河道的回歸水主要來自周圍及其灌區(qū)地表灌溉余水、排堿渠水以及溢出的地下潛力等混合水，這些水體污染指標均超標且礦化度嚴重超過灌溉標準，僅勉強可用于耐鹽堿的自然植被生物生長，而污染的水體更容易增加土壤的鹽漬化程度，弱化土壤肥力。因此，未來年份的冰川融水有利于凈化下游水質，緩解水污染、弱化土壤的鹽漬化程度。由于流域河道渠系土質型渠道的土質疏松，渠道極易受突發(fā)性水流沖刷侵蝕，引起渠岸坍塌和沙土流失；而且，灌區(qū)沙性土質的透水性較強，因此土渠中水的滲漏相當嚴重，造成水資源的嚴重浪費，輸水灌溉功能受到影響。 黑河流域冰川融化加劇影響分析（1）隨著全球氣候變暖，甘肅省祁連山區(qū)的冰雪融化提前，年內冰川消融期增長，冰雪融水徑流形成的時間提前，這有利緩解黑河流域春旱缺水狀況。（2）氣候變暖，冰川融水量增大，可提高內陸河有效的水供應量，促進了流域社會經濟發(fā)展，有利于改善當地農業(yè)畜牧業(yè)、生態(tài)與生活環(huán)境。據研究，由于受氣候變化、冰川融化加劇的影響，黑河流域東部河流出山口徑流量中冰川融水所占比重變化不大,西部河流冰川融水補給比重顯著增大,強烈反映了在全球氣候變暖背景下,祁連山冰川對氣候變化過程的響應（賀建橋，宋高舉等，2008）。（3）冰川徑流變率增大，誘發(fā)雪崩、冰川洪水、滑坡、泥石流等冰雪與地質災害的發(fā)生，影響了當地交通、生產發(fā)展。研究表明（楊正國，2008），近十幾年來祁連山區(qū)洪水發(fā)生頻率增加，危害面積與造成的經濟損失呈快速增長趨勢。洪水所到之處，沖毀林區(qū)道路、苗圃、封山育林圍欄等基礎設施，并造成水土流失，降低林地生產力，加劇了土地荒漠化。（4）歷史上祁連山區(qū)‘融冰化雪運動’造成的冰川融化加劇，一方面增加了短期的冰川融水徑流與水資源量，促進了經濟發(fā)展，但另一方面卻加劇冰川退縮速度，冰川水庫面積減少。第三章 未來冰川融化的趨勢預測及其影響分析 未來氣候變化情景為了預估未來全球和區(qū)域的氣候變化，必須事先提供未來溫室氣體和硫酸鹽氣溶膠的排放情況，即所謂的排放情景（Special Report on Emissions Scenarios, SRES）。排放情景通常是根據一系列因子假設而得到（包括人口增長、經濟發(fā)展、技術進步、環(huán)境條件、全球化、公平原則等）。對應于未來可能出現的不同社會經濟發(fā)展狀況，通常要制作不同的排放情景。到目前為止，IPCC 先后發(fā)展了兩套溫室氣體和氣溶膠排放情景，即IS92 和SRES 排放情景。其中SRES 排放情景于2000 年提出。SRES 排放情景主要由四個框架組成：A1 框架和情景系列，A2框架和情景系列，B1框架和情景系列和B2框架和情景系列。A1系列描述的未來世界的主要特征是：經濟快速增長，全球人口峰值出現在21 世紀中葉、隨后開始減少，未來會迅速出現新的和更高效的技術。它強調地區(qū)間的趨同發(fā)展和能力建設，文化和社會的相互作用不斷增強，地區(qū)間人均收入差距持續(xù)減少。A1 情景系列劃分為3 個群組，分別描述了能源系統(tǒng)技術變化的不同發(fā)展方向，以技術重點來區(qū)分這三個A1 情景組：礦物燃料密集型（A1F1）、非礦物能源型（A1T）、各種能源資源均衡型（A1B，此處的均衡定義為：在假設各種能源供應和利用技術發(fā)展速度相當的條件下，不過分依賴于某一特定的能源資源）。A2 框架和情景系列。該系列描述的是一個發(fā)展極不均衡的世界。其基本點是自給自足和地方保護主義，地區(qū)間的人口出生率很不協調，導致人口持續(xù)增長，經濟發(fā)展主要以區(qū)域經濟為主，人均經濟增長與技術變化日益分離，低于其他框架的發(fā)展速度。我們采用這一框架下的A2情景。B1 框架和情景系列。該系列描述的是一個均衡發(fā)展的世界。與A1 系列具有相同的人口，人口峰值出現在21 世紀中葉，隨后開始減少；不同的是，經濟結構向服務和信息經濟方向快速調整，材料密度降低，引入清潔、能源效率高的技術。其基本點是在不采取氣候行動計劃的條件下，在全球范圍更加公平地實現經濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。IPCC推薦A1B,A2,B1共3種情景作為未來的排放情景。許多科學家的研究證明，多個模式的平均效果優(yōu)于單個模式的效果。因此，國家氣候中心對參與IPCC 第四次評估報告的20 多個不同分辨率的全球氣候系統(tǒng)模式的模擬結果經過插值降尺度計算，將其統(tǒng)一到同一分辨率下，對其在東亞地區(qū)的模擬效果進行檢驗，利用簡單平均方法進行多模式集合，制作成一套1901～2099 年月平均資料，提供給從事氣候變化影響研究的科研人員使用。本研究采用的月降水和月氣溫數據均來源與該集合預報。全球氣候模式輸出的氣溫和降水數據通過Delta方法降尺度到站點，從而驅動具有面積修正的度日因子模型計算，獲取3種情景下的冰川融水未來變化系列，我們評估的各流域冰川融水未來變化趨勢就是基于對這3種情景下的10年際的平均獲得，上限和下限分別是3種情景在同一時期的最大值和最小值，通過該方法獲得的未來融水變化系列為2007－2050年。由于前人的研究時段與這一研究的時段并不完全一致，因此，僅進行了回顧，不再一一對比。未來氣候變化趨勢通過對20072050年流域平均的月氣溫和降水數據線性分析獲得。下Error! Reference source not －2050年統(tǒng)計的線性變化趨勢的統(tǒng)計結果。表3. 1 重點區(qū)域20072050年氣候變化情景下的變化趨勢氣候情景河流水系葉爾羌河阿克蘇河瑪納斯河黑河石羊河烏魯木齊河A1B降水 /mm氣溫 /℃A2降水 /mm氣溫 /℃B1降水 /mm氣溫 /℃總體來講，3種氣候變化情景下預測的降水的變化趨勢差別較大，但氣溫變化的方向則較為一致，但變化的具體數值也有明顯的差別，這表明了對于未來氣候變化情景下的冰川變化及冰川融水變化也可能具有很大的不確定性，該報告中同樣采取集合平均的方法給出其可能變化范圍。 重點區(qū)域冰川融水變化趨勢預估冰川對氣候變化極為敏感，由于氣候變暖使我國西部冰川普遍出現退縮。氣候變暖一方面加劇了冰川消融的速率，增加了冰川消融區(qū)的融水徑流模數，從而導致冰川徑流的增加。另一方面，隨著冰川退縮，冰川厚度減薄，冰川區(qū)面積減小，從而導致冰川融水徑流的減少。施雅風(2001)指出，有5項因素即氣溫、降水、冰川動力變化、冰川規(guī)模大小和不同冰川類型響應氣候變化的敏感性對冰川融水徑流變化影響顯著，并提出冰川退縮變薄導致融水徑流先增后減的概念模式。同時，由于在氣候變化背景下降水也會發(fā)生一定的變化，加劇了對融水變化預測的復雜性。在流域尺度上，不同規(guī)模、坡向的冰川徑流的共同作用進一步增加了對融水徑流預測的不確定性。由于其變化預測的復雜性，許多學者利用簡單的概念性模型來估計若干流域的冰川融水的未來變化。如施雅風（2001）預估2050年前冰川萎縮對水資源影響情景，認為祁連山北麓河西地區(qū)，以面積小于2 km2者占絕對優(yōu)勢，對氣候變暖最為敏感，衰退迅速，本世紀初期出現融水量高峰，中期融水量減少，少數流域如疏勒河、瑪納斯河等，冰川融水量占河川徑流1/3以上，有若干530 km2左右中等規(guī)模冰川存在，預期至本世紀中期才出現融水高峰， km冰舌為厚表覆蓋的大冰川22條，退縮緩慢，預期2050年前冰川融水一直處于增長狀態(tài)，增長量較世紀初可達25%一50%。劉潮海等（2002）認為在年降水量減少20%的情況下，176。C，即在2010年左右，烏魯木齊河流域的冰川徑流量均可達到峰值，此后，冰川徑流量開始衰減，達到臨界狀態(tài)的時問也最短（2527年)?？禒栥舻龋?999）根據英國Had CM2氣候模型模擬結果，適當修正未來年代際的年溫變化（℃）和降水變化（+25%）推算了黑河鶯落峽與疏勒河昌馬堡二站控制流域的冰川融水變化，但模型中沒有考慮冰川面積的變化。謝自楚等（2006）認為在各種氣候情景下,全國冰川徑流的增量達到最高的時間大約都在2030年左右, 然后逐漸下降,在21世紀末, 大都下降到1980年的初始徑流水平. 而在升溫率為0. 05 的情景下, % , 在2090年下降到復原徑流狀態(tài),2100年的負增長量接近10%。丁永建（2005）等根據各流域的冰川分布，定性的預估了多個流域的冰川融水變化情景。 西部流域冰川面積變化與估算的厚度變化的關系上述研究對未來情景的預測主要建立在對其長期趨勢變化預測的基礎上，沒有直接利用氣候模式的輸出結果。Liu Shiyin et al(2009)利用度日因子模型和ECHAM5全球氣候模式的輸出結果對長江源區(qū)的融水變化進行了預估，指出在冰川比較集中、冰川規(guī)模較大的長江源流域，未來50年內冰川徑流將進一步增加。高鑫等（2010）利用改進的月尺度的度日因子模型對塔里木河流域冰川融水的變化進行了模擬，取得了良好的效果。將根據該模型計算的物質平衡系列與子流域平均冰川厚度比較，平均厚度變化比例與遙感監(jiān)測的冰川變化比例具有很好的一致性（）,從而可以利用冰川物質平衡的變化驅動冰川面積的變化，進而與氣候模式輸出結果聯系，預測冰川融水徑流的未來變化。（A1B,A2,B1）下的變化趨勢，各年份的數值范圍分別表示3種情景下的上限值和下限值。，冰川融水徑流在3種未來氣候變化情景（A1B,A2,B1）下與1961－1990年的平均值的相對變化比例，數值為正時表示冰川融水的增加比例，數值為負時表示冰川融水的減少比例。各年份的數值范圍分別表示3種情景下的上限值和下限值。報告中后面的社會經濟影響平均均采用該模型的輸出結果，各年份的冰川融水量采用三種氣候情景下冰川融水的平均值。（單位：億立方米）河流水系黑河烏魯木齊河阿克蘇河葉爾羌河瑪納斯河塔里木河2007201020112020202120302031204020412050，變化量均與19611990年平均量對比（單位：%）河流水系黑河烏魯木齊河阿克蘇河葉爾羌河瑪納斯河塔里木河2007201020112020202120302031204020412050，黑河流域冰川融水2007年后呈逐步減少趨勢，％～％～％；，或者說－～％；，％～％；，％～％。2007年到2030s間基本上以較小的幅度減少，而在2030s后融水快速減少。從冰川融水的峰值看，黑河流域的冰川融水可能已經到達峰值。烏魯木齊河流域與黑河流域表現了相似的趨勢。烏魯木齊河流域冰川融水2007年后呈逐步減少趨勢，％～％％～％；，％～％；，％～％；，％～％。2007年到2020s間基本上以較小的幅度減少，而在2020s后融水快速減少。從冰川融水的峰值看，烏魯木齊河流域的冰川融水可能已經到達峰值。阿克蘇河冰川融水2007年后呈逐步增加趨勢，從2007年的27億立方米左右增加到2010s的28億立方米左右，％～％％～％；到2020s穩(wěn)定在28億立方米左右，％～％；，％～％；在2040s將增加到29億立方米左右，％～％。2007年到2010s基本上有穩(wěn)定的增加，而在2020年后冰川融水基本穩(wěn)定或有小幅度的增加，不同情景下冰川融水的差異較大。從冰川融水的峰值看，阿克蘇河流域的冰川融水在2050年在A1B和A2情景下可能仍然沒有到達峰值,在B1情景下達到穩(wěn)定狀態(tài)。 葉爾羌河冰川融水2007年后呈逐步增加趨勢，％～25％％～％；到2020s增加到54億立方米左右，％―％；到2030s變?yōu)?8億立方米左右，％～％；在2040s將增加到59億立方米左右，％～％。2007年到2020s基本上有穩(wěn)定的增加，而在2030年冰川融水基本穩(wěn)定或有小幅度的增加，不同情景下冰川融水的差異較大。從冰川融水的峰值看，葉爾羌河流域的冰川融水在2050年在3種A2情景下可能都仍然沒有到達峰值。瑪納斯河冰川融水在2020年前呈穩(wěn)定趨勢， ，％～％％～％； 億立方米左右，％～％；，％～％；，％～％。2007年到2010s基本穩(wěn)定，而在2020年后冰川融水有顯著的減少，不同情景下冰川融水的差異較大。從冰川融水的峰值看，瑪納斯河流域的冰川融水在2050年在A1B和A2情景下可能已經到達峰值，在B1 情景下可能在2010s到達峰值。塔里木河冰川融水2007年后呈逐步增加趨勢，從2007年的152億立方米左右增加到2010s的158億立方米左右，％～％％～20％；到2020s增加到163億立方米左右，％―26％；到2030s變?yōu)?70億立方米左右，％～％；在2040s將增加到175億立方米左右，％～％。2007年到2050s基本上有穩(wěn)定的增加，而