关注固体水库--冰川
汪勤模

　　近来，一些国际组织和学者通过调查研究，揭示出一个惊人的事实：喜马拉雅山冰川在融化，世界上各地冰川在萎缩……冰川，人类很早以前就关注着它，如今，人们越来越认识到，它是一块自古以来荫及人类但又日益令人担忧的处女地。
什么是冰川？
说起冰川，人们首先会想到地质史上出现过的三次大规模冰川广布现象的时期（称为冰期），分别出现在震旦纪、石炭--二迭纪和第四纪，其中特别耐人寻味的是，在距今二三百万年的第四纪大冰期里发生两件大事，一是喜马拉雅山迅速崛起上升为"世界屋脊"，二是人类诞生出来了。
同样，人们也会谈起19世纪一位冰川学家关于寻找采摘高山玫瑰遇难者预言的故事。在阿尔卑斯山区，沿袭有小伙子采摘高山玫瑰向姑娘求爱的风俗。山区里曾有几位小伙子因上山遇到雪崩被埋没了。冰川学家劝说大家不要费力寻找，并预言说，四十年后，在冰川前端处能找到他们的尸体。不出所料，43年后人们果然在冰川前端处发现了那几位不幸者的尸体。
虽然很少有人见过冰川，但是，历史事件让人们不难理解，冰川与地球环境和人类息息相关。大家都知道，我们的母亲河长江和黄河就是发源于冰川的，我国著名的河西走廊的绿洲就是靠祁连山冰川融水哺育的。
那么,什么是冰川?　
冰川是由降落在雪线以上的大量积雪在重力和巨大压力下形成。具有一定形状和运动着的，较长时间存在于地球寒冷地区的天然冰体。
这种冰体不同于一般天然或人工冻结的冰，它能够在自身重力作用下，沿着一定的地形向下滑动，如同缓慢流动的河流一样,所以起名叫冰川.
冰川是怎样形成的？
冰川是水的一种存在形式。
冰川冰是由降落到极地或高山地区的雪转变而来的。雪的晶体逐步圆化变为粒雪，使积雪的密度逐渐增加。随着时间的推移，粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加，大大小小的粒雪相互挤压，紧密地镶嵌在一起，其间的孔隙不断缩小。当集合体的密度达到约 0.84克/立方厘米时，颗粒之间便没有空隙，而变得不可渗透。这就是着从雪粒到冰川冰的转化过程。
冰川冰最初形成时是乳白色的，经过漫长的岁月，在重力和外界压力作用下冰川冰变得更加致密坚硬，里面的气泡也逐渐减少，慢慢地变成晶莹透彻，带有蓝色的水晶一样的老冰川冰。
冰川有哪些类型？
根据冰川的形态和分布特点，可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。
大陆冰川又叫冰被，它是冰川中的"巨人"，多出现在两极地区。大陆冰川不受地形的影响，由于冰体深厚巨大，使得地面的高低起伏都被掩盖在整个冰川之下，表面呈凸起状，中间高，四周低。如格陵兰冰川整个面积为165万平方公里，占格陵兰总面积的90％，中心最大厚度达1 860米，边缘仅45米。这类冰川在世界冰川中所占面积最广，其中又以南极的大陆冰川为最大。
　　山岳冰川发育于山地，形态常受地形的影响，比大陆冰川小得多。它们有的蜿蜒千里，静卧幽谷；有的气势磅礴，如瀑布直泻而下；尤其是那些冰川上的冰塔、冰洞，千姿百态，形态各异。
冰川运动速度有多大？
　　 冰川运动的速度，日平均不过几厘米，多的也不过数米，以致肉眼发觉不出冰川是在运动的。格陵兰的一些冰川，运动速度居世界之首，但每年也不过运动千余米而已。其它地区的冰川，像比较著名的某些阿尔卑斯山的冰川，年流速不过80～150米。我国冰川大多数是大陆性冰川，冰川积累不丰富，冰川上物质循环较为缓慢，因而导致冰川运动速度比较低。
冰川运动速度是有季节变化的，夏快冬慢。天山和祁连山的冰川，夏季运动速度一般要比冬季快50%(均指冰舌而言)。造成这种差别的原因之一是冰川温度的变化。当冰川增温时，冰的粘度迅速减小，从-20℃增高到-l℃，冰的粘度随温度作近直线的下降。粘度减小使塑性增加，因而冰川运动速度加快。夏天冰融水出现在冰川内部及底部是促进冰川快速运动的另一个原因。
冰川的分布
现代冰川在世界各地几乎所有纬度上都有分布。地球上的冰川，大约有2900多万平方公里，覆盖着大陆11%的面积。冰川冰储水量虽然占地球总水量的2％，储藏着全球淡水量的3/4左右，但可以直接利用的很少。
我国的西部，高原雄踞，高山耸峙，孕育了许多山岳冰川，是世界上山岳冰川最发达的国家之一。据1999年最新的统计资料，我国总共有46298条冰川，总面积为59406平方公里。我国的冰川面积位于加拿大、俄罗斯和美国之后，居世界第4位。我国的冰川最西到帕米尔高原，最东到贡嘎山，最北到阿尔泰山，最南到云南丽江的玉龙雪山。
冰川的作用
冰川像一个固体水库，储存着大量的淡水，可以用来开发干旱地区，改造沙漠，发展农业生产。因此,人们常把冰川融水比喻成绿洲的命脉。冰川像一个固体水库，储存着大量的淡水，可以用来开发干旱地区，改造沙漠，发展农业生产。然而冰川如果全部融化，那么海平面将上升80-90米，地球上所有的沿海平原都将变成汪洋大海。
有人说，没有祁连山冰川就没有河西走廊。这里，降雨量远低于蒸发量，唯一的水源就是祁连山冰川。祁连山冰川一年融化的72.6亿立方米水，汇成河西走廊的生命线。祁连山的冰川、融雪，是维系河西440万人民、750万头牲畜、70万顷耕地、120万顷可耕荒地、几百个工矿企业的命脉所在。甘肃农业大学的专家测算，祁连山冰川创造的生态效益和社会效益每年约为15亿元人民币。
冰川更是大河的源头.冰川融水涓涓细流，汇百川成滔滔江河，奔泻千里构成我国主要的水系，哺育伟大的民族。万里长江的源头就发源在唐古拉山格拉丹冬雪山。
冰川的严重退缩态势
由于全球气候逐渐变暖，世界各地冰川的面积和体积都有明显的减少，有些甚至消失。这种现象在低和中纬度的地方尤其显著。
非洲肯尼亚山冰川失去了92%，而西班牙在1980年时有27条冰川，现在减少至13条 。
欧洲的阿尔卑斯山脉在过去一个世纪已失去了一半的冰川。2003年入夏以来，席卷欧洲各国的热浪使当地的气温接近或超过了历史最高记录。在瑞士，3900米高的费尔佩克斯雪山山顶的气温达到了5摄氏度，那里冰川的厚度下降到了近150年来的最低点。
在天山，约有22%的冰川体积在过去四十年渐渐失去。天山是中国最大的冰川区，共有冰川６８９０多条，总面积约９５００多平方公里。新疆北部和南部的冰川目前都发现萎缩现象，冰川出现不同程度的后退。乌鲁木齐河发源于天山的天格尔峰１号冰川，河水年径流量为２．３５亿立方米，是乌鲁木齐市的主要水源，１号冰川一直处于后退状态，从１９６２年开始的３０年内，冰川退缩了１４０米。近年来，祁连山冰川缩减，融水比上个世纪的70年代减少了大约10亿立方米。冰川局部地区的雪线正以年均2至6.5米的速度上升，有些地区的雪线年均上升竟达12.5至22.5米。
在喜马拉雅山，一条最大的冰川从1935年以来已缩短了300多米。近年来，珠峰地区的东绒布冰川和中绒布冰川消融加剧，使冰川明显退缩，２０世纪６０年代初，珠峰地区冰川尾部在海拔５４００多米处。到２０世纪８０年代，由于珠峰地区对外开放，在该地区登山、探险、旅游的人数迅速增加，当地群众已把牦牛通道修到海拔６５００米处。国际冰雪委员会最近一项研究表明，喜马拉雅山的冰川正在加速消融着，喜马拉雅山区有近50座冰川湖湖水水位迅速上升就是明证。科学家预计，在未来35年间，喜马拉雅山冰川面积将缩小1/5。
美国和加拿大的科学家宣布，在加拿大努纳武特区埃尔斯米尔岛的北部海岸附近，3000岁高龄的北极冰架"老大"沃德·亨特不复存在。他们通过雷达勘察了解到，2000年，388.5平方公里大小的沃德·亨特出现一个小裂缝，2002年，这个裂缝扩大为77米，旁边又出现了一些新的裂缝，一块6平方公里大小的浮冰已经分离出去，飘在沃德·亨特附近，并预言沃德·亨特最终一分为二。北极地区的格陵兰冰盖，自1993年以来，其南部和东部边缘正以每年1米的速度在变薄着。
占世界冰储量91%的南极冰盖，1998年以来占总面积1/7的冰体已经消失。去年底，美国地理协会报告了南极三个最大的冰川在十年内变薄而减少了45米厚度。
冰川萎缩的速度确实是相当惊人的。在秘鲁利马地区，近年来冰川正以每年30米的速度消融，而在1990年以前，消融速度每年只有3米。科学家预计，到2050年，全球大约1/4以上冰川将消失。到2100年可能达到50%，那时，可能只有在阿拉斯加、巴塔哥尼亚高原、喜马拉雅山和中亚山地还会有一些较大的冰川分布区。
冰川退缩的恶果
正在加速消融的冰川严峻态势，必将带来以下严重的后果：
（1）海平面上升。
科学家认为，在过去的一个世纪里，冰盖和山地冰川的融化，是导致全球海平面上升10-25厘米的原因之一。如今，冰川融化导致海平面上升的数值正在不断增加着。如果南极冰盖发生崩解，会引起全球海平面上升近6米。如果南北极两大冰盖全部融化，其结果会使海平面上升近70米。
冰川消融引起海平面上升，将淹没沿岸大片地区，使得居住在这些地区占世界一半人口的居民不得安宁，所有的沿海地区都将变成汪洋大海，美国纽约只能剩下联合国大厦和几座摩天大楼的楼顶，法国巴黎也许只能看到埃菲尔铁塔的塔顶，而荷兰、英国等几十个低洼国家将不复存在。
中国海岸线长达6000多公里，沿海分布着的上百座大中城市，都是人口密集之地。大连、天津、青岛、上海、杭州、厦门、广州、香港、澳门和深圳等城市的海拔都在20米以内。就是北京，以及南京、武汉这些看似和海洋虽有一定距离，但那海拔却都在山岳冰川和极地冰盖融化的"水漫"之列。更何况我国除大陆之外，更有海南，舟山、台湾等大小岛屿5000多个呢。要是真有那么一天，岂不真成了"江河横溢，人或为鱼鳖"了吗？

（2）全球气候改变明显。
冰川，特别是极地大范围冰盖能大量反射太阳光，从而有助于人类居住的地球保持温度不至于升高。然而，当冰川融化后暴露的陆地和水面就会吸收太阳热量，从而导致冰体融化更多，由此连锁反应势必加速地面增温过程，有助于气候变暖。而北极地区冰体过度融化后较冷冰水却会对欧洲部分地区和美国东部地区产生冷却效应，冰水流入北大西洋，又可能会使那里的大洋环流模式遭到破坏，反过来又影响着全球气候变化。
冰川消融更会给局部地区带来灾害。如喜马拉雅山冰川如此融化，在5到10年内，会使尼泊尔、不丹境内近50个冰川湖决堤而引发洪水泛滥；夏季冰川快速消融也会引发印度境内印度河、恒河水位上涨而造成洪灾。相反，随着冰川的退缩，大部分以冰川融水为水源的地区将会严重缺水，如秘鲁、印度北部就因冰川的加速消融而面临着缺水危机。
（3）生态环境遭到破坏。
冰川消融使一些动植物的生活环境被破坏，也给人类生存环境造成威胁。有报道说，与冰盖变化有关的北极熊难以寻食而体重下降；南极的企鹅和海豹也因海冰减少和气温上升而改变了生活习性和繁殖方式；几百年至几万年前埋藏于冰盖中的微生物因冰川消融而暴露出来，它的扩散会对人类健康产生一定的影响。
在中国有人说，没有祁连山冰川就没有河西走廊。近年来，祁连山冰川正在以每年2米至16米的速度退缩，其融水比上个世纪70年代减少了约10亿立方米，对那里的自然生态环境产生了严重影响。如民勤县，因发源于祁连山的石羊河年径流量锐减，不得不打深水井，造成地下水位下降，水质变坏；50万亩沙生植物焦渴而死；500万亩草场退化；风沙日数明显增多。因为水源减少，近10年来那里自然生态环境严重恶化，加上北方强冷空气南下引起的"狭管效应"，北临腾格里和巴丹吉林沙漠，面积达12万平方公里的戈壁和沙地、绵延1000多公里的河西走廊地区以及内蒙古阿拉善盟地区，目前已经成为中国北方强度最大的沙尘暴源头。

冰川退缩的原因
（1）气候变暖
联合国环境规划署一份研究报告指出，专家们采用航测、卫星观测和实地考察等手段，对尼泊尔境内3252个冰川和2323个冰川湖以及不丹境内的677个冰川和2674个冰川湖进行了长达3年的观测，结果表明这些地区的气温比20世纪70年代增加1℃，喜马拉雅山地区冰川融化加快的事实又一次表明全球气候变暖是人类在未来几十年里面临的最大威胁。新西兰科学家对其境内48座冰川进行拍照和分析后形象地把冰川比喻为"银行"，由于这些年来那里高气压盛行，西风减少，导致天气干燥，降雪明显减少，以致于"银行"入不敷出，因为冰川靠自然降雪来补充，以保持动态平衡，体现着冰川积累和消融的收支平衡。如果不利天气继续下去，那里的冰川还将继续萎缩。
（2）人为原因
我国学者对祁连山冰川研究后提出，冰川退缩除了自然气候因素外，另一个主要原因是人口膨胀，超载放牧，过度开垦，乱砍滥伐，乱挖中药材，滥采地下水。50年间，甘肃人口翻了一番多，而耕地仅增加了4%，人地矛盾导致新中国成立后的20年间，西北地区先后搞了三次大规模毁林开荒，到上个世纪90年代末，甘肃全省水土流失面积占总面积的85.6%，沙尘暴天气明显增多，气候恶化反过来又加剧了冰川的萎缩。
冰川退缩的警示
联合国环境规划署执行主任特普费尔深刻指出，喜马拉雅山地区冰川消融加快的研究结果，向全球发出了新的警报：拯救冰川，以拯救生命。面对冰川如此惊人的变化速度和全球气候变暖的严峻挑战，人类有义务和责任迅速采取措施，减少二氧化碳和其它温室气体的排放，以降�"地球水塔"漏水的速度。
在我国甘肃，则明确提出保护冰川的口号。有关方面负责人强调，要治理河西走廊的沙漠化，就必须保护祁连山冰川。要采取切实的措施，而且要尊重科学，尊重自然规律，既不能盲目开荒，也不能盲目扩大植树造林规模，要因地制宜，适度开发，遏制祁连山周边环境的恶化趋势，从而有助于保护好河西走廊的生命线--祁连山冰川。
要使冰川消失，一种可能是需要气温升得很高很高
众所周知，冰是水的固态相变体。换句话说，当水温达到0℃时，就会冻结成冰，而当冰温达到0℃时就会融化成水。
可是，世界上只有极少数冰川的冰温处于零温状态。20世纪60年代，原苏联的南极东方站曾测得南极冰层温度低达-80℃以下。试想，仅凭地球平均气温升高几度，最多也只是提高南极冰盖的冰温而已，还远远不能达到冰体产生分崩离析的零温融化状态。不仅南极冰盖如此，就连我国一些中低纬山岳冰川，比如西昆仑冰川冰温也低达-9℃至-15℃，喜马拉雅中西部的珠穆朗玛北坡的冰川冰温也低达-6至-10℃左右。
要想在人类漫长的历史长河中，真正遇到冰消雪化，江河横溢的没顶之灾，一是地球上发生某些引起气温大幅回升的灾难性变故，这种变故所产生的热量足以将数以千万平方公里(南极冰盖面积为1300万平方公里)的南北两极及中低纬山岳冰川的冰温提高到融解状态的0℃，而且还能使它们发生相变即将0℃的冰川再变成0℃的水。这样的结果必然使地球平均气温升高到人类和所有生物几乎无法适应和生存的界限，也就是说绝不止升高3--6℃，而是升高到30℃以上了。那时，地球上消失的将不仅仅是冰川和雪山，而人类本身早在这个过程之初就不复存在了。
在我们人类发展中一个相当长的历史距离之内，或者说就目前所能研究、观测到的世界范围气候变化的趋势之内，比如说一万年。一万年以来也就是地球地质历史时期最新时段即全新世，全新世也正是�"人猿相揖别"以后我们人类文明进程最发达、最快速和最辉煌的时期。这期间地球上的气温也有几次较大的波动，波动幅度大约为3-6℃，但还未发现有南极冰盖解体，中低纬度像喜马拉雅这些极高山和高山区的冰川完全被融尽的迹象。显然，按照这种全球气候变暖的程度，冰川消失完全是不可能的。
要使冰川消失，另一种可能是冰川移动位置
要想使极地冰盖和高山冰雪完全消失的另一种可能就是将南极大陆重新漂回到温带、亚热带甚至热带地区，将海拔5000-8000米以上的山地重新降低到不足以发育冰川的高度。这种可能性当然存在，但是，这大概也不是人类历史长河中所能看得见的事实，而是地质历史长河中才可能出现的事件了。
气温升高又可能会有一个新的有冰雪覆盖的大陆诞生
气温升高，无疑意味着冰雪消融强度的增加，但世界上任何事物都有它的双重性。冰雪的消融必然要消耗更多的热量，这无形之中一定程度地限制了气温的进一步升高。冰川是一定地形条件下气候的产物，同时，冰川也是气候冷暖变化的一个调节器。有人设想过，如果真有那么一天，包括南极在内的冰川都融化了，在南极的融化过程中不仅将使地球气温重新变得凉爽宜人，而且可能会有一个新的有冰雪覆盖的大陆诞生了。与此同时，冰雪融化了，洋面增大了，用于洋面蒸发的热量消耗增加了，地球上的热对流交换的增强将促使降水量的增加……这一系列过程无疑都会使升温的地球重新变得温凉起来。
总之，从科学角度考虑，要使1克水当量的冰的温度上升1度所需的热量为1卡，而1克零度水当量的冰要融化成零度的水这一相变过程所需的热量则为80卡。试想，要想把比中国面积还要大，平均厚度为1000米以上的世界上所有的冰川的温度先由零下数十度提高到零度，再由零度的冰融化为零度的水，应该需要多少热量啊!而这些热量的累积绝非全球气温升高3--6℃就能实现得了的。
因此，面对全球气候变暖，大可不必杞人忧天，总是担心忽然一天早晨起来一看，我们人类的几个幸存者孤苦伶仃地歪坐在一叶"诺亚方舟"上，呼天不应，叫地不灵，四周都是水天一色，茫茫一片……
不过，我们人类仍然应该珍爱我们这个赖以生存的地球家园，不断优化我们自身的生存环境，善待与我们人类共同生活在地球村内的每一个生物物种和这些物种密切相关的生态环境。