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从安第斯山到喜马拉雅山

洞悉冰川消退对土壤和水资源的影响

Emma Midgley

历经六天的长途跋涉,科学家终于在尼泊尔的亚拉冰川完成宇宙射线中子传感器组装。(图/玻利维亚圣安德烈斯高等大学Edson Ramírez)

 

历经六天的长途跋涉,玻利维亚科学家Edson Ramírez穿越冰封的喜马拉雅山,终于在11月下旬抵达尼泊尔的亚拉冰川,成功安装了一台宇宙射线中子传感器。传感器一经安装完毕,便即刻通过卫星传输信息,提供冰川积雪的实时精准数据。

在梵语中,“喜马拉雅”寓意“雪之居所”。然而,随着全球变暖的加剧,这片位于中亚的广袤山脉上的冰川,正以前所未有的速度融化、萎缩、崩塌,乃至消失。

宇宙射线中子传感器的工作原理是测量土壤表层附近及大面积区域内的中子数量,使科学家能够精准测定积雪和土壤的湿度。这些数据可用来显示冰川积累的雪量是否足以度过气温较高的月份,或者湿地是否面临干涸。原子能机构通过粮农组织/原子能机构粮农核技术联合中心开展的创新研发活动,为这些中子传感器的开发提供了支持,助力科学家借助这一工具完善与气候有关的应急准备工作。

在亚拉冰川上安装宇宙射线中子传感器之前,尼泊尔的科学家主要依靠每月或每年的测量数据来了解冰川的变化情况。如今,他们能够定期获得积雪变化的最新信息。这些数据的定期稳定提供,能够为制定战略和政策提供重要依据,有助于尼泊尔应对未来可能出现的缺水问题。

“宇宙射线中子传感器将有助于科学家更好地了解冰川随时间的变化情况,以及这种变化对土壤和水资源的潜在影响。”

—玻利维亚圣安德烈斯高等大学的冰川学家Edson Ramírez与尼泊尔亚拉冰川上新安装的宇宙射线中子传感器。(图/尼泊尔特里布文大学)

 

 

Ramírez是玻利维亚圣安德烈斯高等大学的冰川学家,他曾通过原子能机构技术合作项目接受宇宙射线中子传感器数据应用方面的培训。该培训项目是原子能机构为期十年项目的一部分,旨在建设各国利用核技术评定冰川和极地地区气候变化影响的能力。 “前往尼泊尔让我有机会与其他地区的科学家分享专门知识。”Ramírez表示,“宇宙射线中子传感器将有助于科学家更好地了解冰川随时间的变化情况,以及这种变化对土壤和水资源的潜在影响。”

冰雪的不断消融给尼泊尔带来了诸多严重后果。数百万人的生活依赖冰川融水或积雪融水。一旦这些水源干涸,整个村庄就会被遗弃。随着冰川的逐渐消失,土壤也有可能变得不稳定,引发水土流失和山体滑坡,导致土地无法耕种。

在前往尼泊尔之前,Ramírez与原子能机构合作,在玻利维亚海拔4500米的华伊纳·波托西山山顶安装了世界上海拔最高的宇宙射线中子传感器,用于测量积雪量及其水当量。当地社区同样因冰川消融面临水资源短缺的困境。在同一流域,安装的另一台宇宙射线中子传感器正在监测高海拔湿地的土壤湿度。这些流域是重要的碳储存库,在缓解区域水资源供应方面发挥着关键作用,因此特别容易受到气候变化的影响。

原子能机构的专家在山区以及诸如南极洲和北极等极地地区开展工作,并培训当地科学家利用同位素分析技术及其他辅助方法来重建几千年来气候的历史变化对这些地区的影响。化学和同位素“指纹”能够揭示冰川融化对土壤运动和质量的影响,帮助各国提前做好应对准备。

“我们必须通过研究历史规律,了解气候变化的驱动因素及其对土壤和水资源的影响。”粮农组织/原子能机构联合中心水土管理和作物营养处处长Gerd Dercon指出,“气候变化是否会引发加速全球变暖的反馈循环,例如,冰雪覆盖减少导致地表反射率降低?通过研究过去,我们可以更好地了解未来。”

原子能机构正在实施一系列与极地和山区气候变化有关的项目。迄今为止,原子能机构已培训了来自14个国家的科学家。由这些科学家和原子能机构专家组成的团队参与了全球15次科学考察。从南极洲的乔治王岛到北极的挪威斯瓦尔巴群岛,从安第斯山脉到青藏高原东部,这些培训和考察活动是南南合作和三角合作行动的典范,也是技合计划的重要实施成果。

这些考察活动的一项重要成果是建立了一个国际监测网络,该网络借助由原子能机构主办的电子学习平台,实现数据存储、共享以及可视化教育和培训功能。该网络揭示了此前未知的土壤有机碳和沉积物再分布过程,加深了人们对全球冰冻圈受气候变化影响的认识。

全球约有20亿人——占世界总人口的四分之一,生活在依赖冰川和季节性融雪供水的地区。气候变化已对水和粮食安全产生影响,可能威胁到世界上一些最脆弱的生态系统,并凸显了准确、实时数据对于帮助世界适应地球变暖带来的生活变化的重要性。

 

 

2025.04
Vol. 66-1

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