загуба

  • Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • Резултати и дискусия
  • Наблюдавана и моделирана масова загуба на ледника Naimona'nyi
  • Загуба на маса по-голяма от 6000 m н.в.
  • Обобщение
  • Материали и методи
  • Наблюдения
  • Модел за баланс на масата
  • Допълнителна информация
  • Допълнителна информация
  • Word документи
  • Допълнителна информация
  • Коментари

Субекти

  • Изменението на климата
  • Криосферна наука

Обобщение

Бързото изменение на климата при високи възвишения ускори оттеглянето на ледниците в Хималаите и Тибетското плато. Въпреки това, поради липсата на дългосрочни глациологични измервания, все още има несигурност относно това кога е започнала загубата на маса и какъв е размерът на загубата на маса при толкова високи височини. Въз основа на in situ глациологични наблюдения през последните 9 години и модел на массов баланс на температурен индекс, това проучване изследва неотдавнашната загуба на маса на ледника Naimona'nyi в западните Хималаи и реконструира 41-годишен (1973/74– 2013/14 ) равновесна надморска височина (ELA) и загуба на маса в целия ледник. Резултатът показва, че дори на 6000 м надморска височина (н.в.р.) годишната загуба на маса достига

0,73 m воден еквивалент (us) през последните 9 години. В съответствие с рязкото изменение на климата в края на 80-те години, Британската общност се е увеличила драстично от

5969 ± 73 m н.в. през 1973/74-1988/89 a

6193 ± 75 m н.в. през 1989/90–2013/14, което предполага, че бъдещите ледени ядра, съдържащи непрекъснати климатични записи, могат да се възстановят най-малко над 6200 mn в района на Naimona'nyi. Балансът на масата в целия ледник през последните 41 години е средно приблизително -0,40 ± 0,17 m us, показвайки значително увеличение в средното за десетилетието от -0,01 ± 0,15 до -0,69 ± 0,21 m us

Въведение

Мащабната загуба на хималайските ледници е основна социална загриженост поради възможното въздействие върху водоснабдяването в Азия 1, 2. С неотдавнашното бързо затопляне на климата 3, 4, повечето хималайски ледници са претърпели отрицателен баланс на масата и са показали ускорена загуба на маса и намаляване на площта през последните десетилетия 5, 6, 7, 8, 9, 10 .

Сред всички свиващи се хималайски ледници най-високата надморска височина, където се е получила нетната загуба на маса, е в западните Хималаи. Липсата на радиогенни бомбени хоризонти в ледените ядра на ледника Naimona'nyi (30 ° 27′N, 81 ° 92′E, 6050 mnv) предполага, че не е имало натрупване на нетна маса на мястото от поне десетилетието от 1950 г. в западните Хималаи 11. Геодезическите проучвания, включително измервания на ICESat и диференциални GPS, потвърдиха скорошно изтъняване на лед над 6000 м надм. Н. В. На ледника Наймонани 12, 13, 14, 15. Тези данни разкриват, че средният ELA за няколко години може да се увеличи над 6000 м надм. периоди през последните десетилетия. За разлика от това, както измерените ELA, така и фиксираните височини в околните Хималаи не са нарушили този рекорд, държан от ледника Naimona'nyi 16, 17, 18. Аномални ELA над 6000 mnm никога не са докладвани в бюлетина за балансиране на масовия ледник, съставен от Световната служба за наблюдение на ледниците 19. Загубата на повърхностна маса в екстремно високи ледникови райони в западните Хималаи показва бързи промени в хидротермалните условия в тропосферата.

Липсата на дългосрочни глациологични измервания обаче ограничава нашето разбиране за това кога загубата на повърхностна маса е започнала над 6000 mnm и общата величина на баланса на масата в ледника Naimona'nyi през последните десетилетия. Освен това, това също ни пречи да идентифицираме минималната надморска височина, над която могат да бъдат възстановени последователни, висококачествени палеоклиматични записи за този критичен регион, който е повлиян от южноазиатския летен мусон и Уестърлите 11, 20. В опит да запълни тези пропуски, Изследователският институт на Тибетското плато, Китайска академия на науките, проведе през последното десетилетие кампания за ледниково измерване на ледника Naimona'nyi. Въз основа на тези измервания in situ и модел на баланс на масата на температурния индекс, тук изследваме величината и временните промени в загубите на повърхностна маса от ледника Naimona'nyi през последните четири десетилетия (1973/74–2013/14) в опит да подобряваме разбирането ни за състоянието на ледниците в екстремно високата зона на западните Хималаи.

Ледникът Naimona'nyi е разположен в западните Хималаи на югозападното тибетско плато (фиг. 1а). Този ледник е един от най-големите ледници, заобикалящи връх Naimona'nyi (7694 м. Н. В.) И има обща площ 14,4 km 2 с два клона, протичащи както на север, така и на югоизток (фиг. 1б). Повече от 90% от площта е под 6200 m н.в., като половината от площта е концентрирана в надморската зона от 6000 до 6200 mn. (Фиг. 1в), включително наклонено плитко ледено поле, където през 2006 г. са пробити ледени ядра на 6050 mn. 11, 20. Максималната дебелина на това ледено поле надвишава 250 m 12. Площта на регионалните ледници в района на Naimona'nyi е намаляла с приблизително 8% между 1976 и 2003 г. 21, а степента на регионална загуба на маса се изчислява между -0,37 ± 0,25 и -0,43 ± 0,09 m us-1 през периода от 2003 до 2009 8, 9 .

( да се ) местоположение на ледника Naimona'nyi на югозападното тибетско плато (червен правоъгълник) в изворите на реките Брахмапутра и Инд; ( б ) топографска карта с разпределението на измервателните залози през 2013 г. в ледника Naimona'nyi (розови точки), местата AWS (червени триъгълници) и местоположението на станция Burang (червена звезда); ( ° С ) разпределение на котата на площта (сива лента) и кумулативен процент на площ (пунктирана линия) на ледника Naimona'nyi. Сивото засенчване в ( да се ) обозначава района с кота над 2500 m. Картите ( да се, б ) са направени с ArcGIS v9.3 (www.esri.com).

Изображение в пълен размер

Резултати и дискусия

Наблюдавана и моделирана масова загуба на ледника Naimona'nyi

Въпреки че измерванията на коловете показват значителни пространствени разлики дори при едни и същи коти поради топографски ефект (например външен вид, засенчване, пренасяне на сняг), такива данни са полезни за извеждане на средната загуба на маса като функция на кота през последното десетилетие (фиг. 2) Годишният градиент на баланса на масата между 5800 до 6100 m н.в. варира от

0,38 m ние (100 m) -1. От точкови измервания и градиенти на баланса на масата се изчислява, че ALS за шест от девет години е над котата на най-високия измервателен залог (т.е. 6100 m н.в.). Двете най-ниски ALS са оценени на

6060 m н. В. За балансовите години 2009/10 и 2012/13, съответно. Загубата на маса при 6000 m н.в. варира от минимум 0,23 m we (2012/13) до максимум 1,33 m we (2013/14), със средна загуба на маса от

0,73 m ние a −1 за целия период от време.

Имайте предвид, че периодът от 2004 до 2006 г. обхваща две години баланс на масата.

Изображение в пълен размер

( да се ) Колебания на ALS в ледника Naimona'nyi през последните четири десетилетия, със средните стойности за десетилетието от 1974 г. (червени линии); ( б ) Временни промени в осреднения за площта баланс на масата, включително сравнение с геодезически резултати 14, 15 (сини линии); ( ° С, д ) Кумулативен баланс на масата за надморска височина съответно от 6060 mnm и 6220 mnm.

Изображение в пълен размер

Загуба на маса по-голяма от 6000 m н.в.

Реконструкцията на ALS може да се използва, за да се определи кога загубата на повърхностна маса е започнала над 6000 mnm и откъде могат да бъдат извлечени последователни висококачествени палеоклиматични записи. Средният ALS остава на

5935 ± 76 m н. В. През първото десетилетие (1973/74–1982/83), нараства до

6080 ± 74 m н. В. През 1983/84-1992/93 и

6184 ± 74 m н. В. През 1993/94–2002/03 и накрая достига

6212 ± 77 m н. В. През 2003/04–2013/14. (Фиг. 3а). Десетгодишното увеличение на ELA през последните четири десетилетия е приблизително 280 m. Максималният ALS беше

6365 m н. В. През 2006/07 г. и минимумът беше

5668 м н. В. През 1974/75.

За по-нататъшно илюстриране на временните промени в загубата на маса на повърхността над 6000 m н.в. бяха генерирани кумулативните баланси на масата на двете различни надморски височини (6060 и 6220 mnv) (Фиг. 3в, d). На котата, която е най-близо до мястото на сондаж с ледено ядро ​​през 2006 г. 11, имаше само малко натрупване на маса през периода 1973/74 г. до края на 80-те години (фиг. 3в). След това обаче имаше непрекъснат отрицателен баланс на масата, който доведе до обща загуба на маса от

4,7 м за 2013/14. Отличителните черти са представени от по-ниския размер на увеличаване на масата през 1973/74-1988/89, но ускорена тенденция на загуба на маса след този период. За сравнение, ALS се увеличава значително от

Поради липсата на дългосрочни метеорологични данни преди 1973 г. на станция Burang и околните региони, данните за температурата и валежите от CRU TS 3.22 23 набора от данни, обхващащи станцията Burang, са използвани за оценка на климатичния фон преди 1973 г. (допълнително Фиг. S4). Не е изненадващо, че в сравнение със 70-те и 80-те години регионът Naimona'nyi е бил в относително горещи и сухи условия между 40-те и 60-те години. Въз основа на вариации в температурата и валежите, може да се предположи, че средният ELA през 1940-те и 1960-те години може да е бил по-висок от средната стойност на

5935 ± 76 m н. В. Между 1973/74 и 1982/83, но трябва да е много по-ниска от тази на

6212 ± 77 m н.в. през последното десетилетие. Следователно е възможно загубата на маса над 6000 m н. В. В ледника Naimona'nyi да е настъпила поне от 1940 г. В този контекст радионуклиди от атмосферни термоядрени бомбени тестове през десетилетията на 1950 и 1960 първоначално не са се съдържали в леда тяло в 6025-6200 м надморска височина на този ледник. Тази констатация обаче не дава окончателно заключение, тъй като липсата на радионуклиди може да се дължи на липсата на натрупване през 50-те и 60-те години или последващата загуба на маса лед, съдържащ тези частици.

Обобщение

В това проучване, нашите in situ измервания показват, че дори при 6000 m н. В. Средната загуба на маса на ледника Naimona'nyi достига

0.73 m us −1 през последните 9 години. Използвайки калибриран модел на масовия баланс, промените в загубата на маса и ALS през последните четири десетилетия бяха реконструирани и анализирани. Установихме, че средногодишната загуба на маса на ледника Наймонани се е увеличила през този период от

0,01 ± 0,15 m ние (1973/74–1982/83) a

0.69 ± 0.21 m ние (2003/04–2013/14) Също така наблюдаваме ускоряващи се тенденции на загуба на маса и увеличаване на ALS, започващи в края на 80-те години, които са свързани с промяна в регионалните климатични условия. ELA се е издигнал приблизително на 280 м през предходните четири десетилетия и е достигнал средно надморска височина от

6212 ± 77 m през последното десетилетие. Според регионалните климатични условия нетната загуба на маса в ледника Naimona'nyi над 6000 mnm може да е настъпила от началото на 40-те години.

Нашето проучване също хвърля светлина върху възможната минимална височина, при която бъдещите ледени ядра могат да бъдат пробити, за да се получат последователни, висококачествени палеоклиматични записи в северозападните Хималаи. В съответствие с неотдавнашен доклад за масови загуби при високи възвишения на южното и централното тибетско плато, направени от записите на леденото ядро ​​22, има спешна нужда да се възстановят повече ледени ядра от Тибетското плато и околния регион; Тази област е ключов регион в изследванията на климата и такива данни трябва да се събират преди изчезването на ледниковите записи, запазени в нея.

Материали и методи

Наблюдения

Измерванията на баланса на масата на ледника са направени с помощта на глациологичния метод на северния клон на ледника Naimona'nyi към 2004 г. (фиг. 1б). Броят на мониторинговите колове по цялата повърхност на ледника постепенно се е увеличил от четири през 2004 г. до 31 през 2013 г. Височините на отделните колове и измерванията на снежни дупки са регистрирани ръчно в началото на октомври всяка година, за да се получи годишният баланс на масата. Поради логистични проблеми, през 2005 г. не са извършени никакви полеви работи, а коловете, пробити през 2004 г., липсват при прегледа на обектите през октомври 2007 г. Годишните масови баланси за девет балансови години, включително средната стойност през балансираната 2004–06, са на разположение за този ледник през последното десетилетие (фиг. 2). Температурата и валежите, използвани за налагане на модела на масовия баланс, са записани в най-близката метеорологична станция (станция Burang), която е на около 20 км от ледника Naimona'nyi (фиг. 1).

Модел за баланс на масата

В това проучване е използван прост модел на баланс на масата с температурен индекс. Масовият баланс, B (i, t), при различните коти (z i: интервал от 40 m) през ден t се изчислява, като се използва моделът на стопяване на температурния индекс 27 и модела на натрупване:

Където M (i, t) е дневното топене (mm we), а A (i, t) е дневното натрупване (mm we) при i-те коти; DDF сняг/лед е факторът на топене за сняг или лед; T (i, t) и P (i, t) са съответно средната дневна температура на въздуха и дневните валежи, които се екстраполират от метеорологичната станция Burang (T cs и P cs), като се използва скоростта на вариране на температурата, променлива годишно (γ t) и постоянен градиент на валежите (γ p); z cs и z i са съответно котата на станцията Burang и различните ленти на котата, а T M/T p са праговите температури под или над, при които топенето или твърдият снеговалеж се приемат за нула. Средният баланс на масата на площта (B n) се изчислява, като се вземе предвид теглото на площта във всеки повдигащ контейнер. Според топографската карта, съставена през 1976 г., и две сателитни снимки на Landsat, направени през 1999 и 2007 г., временната промяна в областта на ледника е разгледана в модела чрез линейна интерполация на площ 28 .

В модела на масовия баланс годишният γt е изчислен, като се използват временните данни за температурата на реанализа на ERA (юни-септември 1979-2014 г.) от решетки 3 × 3 около ледника Naimona'nyi 29. Предполага се, че γt за периода 1974-1978 г. е същият като стойността през 1979 г. Температурното отклонение е коригирано в сравнение с температурните записи на AWS1 при 5500 mnv (допълнителна фигура S5). В модела първо бяха калибрирани и оценени пет параметъра, за да се определи въвеждането на несигурности 30, 31, 32 (допълнителна таблица S1). За оценка на несигурността на модела 33, 34 беше извършена симулация на Монте Карло, състояща се от 1500 пробега. В този експеримент група от 100 от 1500 комбинации от параметри създава RMSD в рамките на 0,50 m между моделирания и измерен баланс на масата на повърхността на ледника Naimona'nyi от 2004 до 2014 г. (допълнителна фигура S1 и фигура 2) За това проучване бяха избрани симулациите с тези 100 комбинации от параметри. 100-те индивидуални резултата от моделирането представляват възможните диапазони на несигурност и средната стойност е приета като приета стойност за ледника Naimona'nyi.

Допълнителна информация

Как да цитирам тази статия: Zhao, H. et al. Драматична загуба на маса в екстремно високи райони на западен хималайски ледник: наблюдения и моделиране. Sci. Rep. 6, 30706; doi: 10.1038/srep30706 (2016).

Допълнителна информация

Word документи

Допълнителна информация

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки. Ако откриете нещо злоупотребяващо или което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, маркирайте го като неподходящо.