西藏纳木错流域现代环境变化特征及影响

西藏纳木错流域现代环境变化特征及影响

收稿日期:20190124;修订日期:20190424;

编辑:陶卫卫基金项目:中国科学院战略性先导科技专项资助(X D A 20070101

)作者简介:宋香锁(1972 ),女,山东荣成人,高级工程师,主要从事地层古生物工作;E m a i l :397925665@q q

.c o m 通讯作者:张尚坤(1968 ),男,山东平度人,研究员,长期从事地质勘查与基础地质研究;E m a i l :z h a n g s h a n g

k u n 07@126.c o m 宋香锁1,孙聪聪2,宋伟华3,张巧婷4,张尚坤1,李明慧5,

6

(1.

山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南 250001;2.山东省第一地质矿产勘查院,山东济南 250000;3.山东省鲁北地质工程勘察院,山东德州 253072;4.曹县自然资源和规划局,山东曹县 274400;5.中国科学院青藏高原研究所,北京 100101;6.青藏高原卓越中心,北京 100101

)摘要:该文利用已有资料,综述了纳木错流域冰川湖泊对气候变暖的敏感响应㊂太阳辐射是气候变化的主要能量来源,西风和印度季风的不均匀分布对高原冰川和湖泊的影响具有区域差异性㊂在气候变暖背景下,1970年以来,纳木错流域的冰川呈退缩趋势,湖泊面积呈扩大趋势,湖泊结冰时间延迟,融化时间提前,平均降水量变化趋势不明显㊂以上指标的变化都不具有周期性,很难识别太阳黑子的活动周期㊂冰川融化是湖泊面积扩大的主要因素,

冻土融化产生的水量也是湖泊面积扩大不可忽视的原因㊂关键词:气候变暖;青藏高原;季风系统;西藏纳木错

中图分类号:P 942 文献标识码:A d o i :10.12128/j

.i s s n .16726979.2019.10.004引文格式:宋香锁,孙聪聪,宋伟华,等.西藏纳木错流域现代环境变化特征及影响[J ].山东国土资源,2019,35(10):2631.S O N G X i a n g s u o ,S U NC o n g c o n g ,S O N G W e i h u a ,e t c .C h a r a c t e r i s t i c s a n d I n f l u e n c e so fM o d e r nE n v i r o n -m e n t a l C h a n g e s i nN a m c oB a s i n i nT i b e t [J ].S h a n d o n g L

a n da n dR e s o u r c e s ,2019,35(10):2631.0 引言

气候是导致环境变化的直接因素,包括气温和降雨㊂众多的科学家一直关注气温和降水的变化,力求从过去和现在的变化中预测未来的气候发展趋势㊂青藏高原是全球变化研究的关键地区之一㊂

近40年来,

青藏高原年平均气温和降水变化的总趋势是逐渐上升的[17]

,一般认为,气温升高最直

接的影响是冰川融化,并导致湖泊面积增加㊂但是,最近研究发现,由于西风和印度季风两大环流在青藏高原的影响范围和程度具有明显的空间分异

性[8]

,导致不同地区湖泊和冰川对气候变暖的响应

不同,如印度季风作用下的冰川强烈退缩,湖泊趋于萎缩;而西风作用下的冰川趋于稳定,甚至部分出现前进,湖泊趋于扩张;过渡区的冰川退缩程度减弱,

湖泊变化不明显[

8]

㊂纳木错位于印度季风区的边缘,域内冰川㊁湖泊㊁河流等各种自然要素共存,是研究全球变化的理想区域之一㊂中科院设立了纳木错综合观测站进行长期观测㊂最近几年,关于纳木错现代地表环境变化,晚更新世以来环境变化等均有大量文章发

表[917]

㊂该文通过探讨气候变暖的原因,综述纳木

错流域冰川和湖泊等各环境要素对气候变暖的响应,是否存在冰川退缩㊁湖泊萎缩的情况,为利用湖芯沉积物恢复古环境变化提供现代过程的依据㊂

1 区域概况

纳木错位于高原中部(图1),属典型的半干旱

高原季风气候区,纳木错是念青唐古拉山北麓的断陷构造湖,海拔4817m ,是世界上最高的大湖㊂湖盆东南为念青唐古拉山脉,山地冰川发育,为高原冰

川作用中心之一[18]

,纳木错位于念青唐古拉山脉的

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北侧,山脉成为一个巨大屏障,阻挡东南方向吹来的暖湿气流,湖区冰川㊁湖泊㊁河流发育,各要素相互作用,形成了纳木错独特的现代环境特征㊂据2015年测试结果,纳木错湖泊面积为2020k m 2,已经由西藏自治区湖水面积第一的大湖退居为第二,实测湖水最深处超过95m (

图1),且湖泊中部地区是整体水深超过90m 的大而平坦的湖底平原[1921

]㊂湖水电导率为1839m S /c m ,为弱碱性,p

H 值为9.13[22]

,纳木错湖泊的水量约870亿m 3[2

3]

㊂纳木错年蒸发量约为790mm ,降水量为281.8mm ,

降水集中在6 9月,60%以上的降雨出现在夜间[12,24

]㊂85%以

上回次的降水量一般不超过30mm ,最常见冰雹等固体形式的降水,占年降水量的90%以上[2526]

,降水的p H 值范围为6.03~7.38,平均值为6.59[27],降水中d 18

O 范围为(36.9~1.0)ˑ103[2

8]㊂a 纳木错位置和西风季风分布[20];b 纳木错流域冰川分布图(底图来自G o o g l eM a p

);c 纳木错湖水深度分布图[19]图1 纳木错季风及湖水深度分布图

纳木错湖岸沉积物包括晚第四纪的湖相砂黏土

层和全新世的湖滨相砂砾石层等,后者多数由5~

10c m 的扁圆状砾石所组成,

砾石成分复杂㊂纳木错古湖岸线发育,最老古湖岸线年代为116~78k a B P ,估计当时湖面海拔为4857.2m [12]

㊂自116k a

B P 以来,湖泊曾经历了几次大的演变:①116~37k a B P 为古大湖期;②37~30k aB P 为外流湖期;③

30k aB P 以来的纳木错期[10,12

]㊂全新世湖区气候出现明显的3个阶段:8.4~6.4c a l .k aB P ,6.4~2.9

c a l .k aB P ,2.9c a l .k aB P 至今[1

3]㊂2 现代气候变暖过程

气候变暖的能量来自于太阳辐射,太阳辐射可能是气候变化的主要驱动力

[29

]㊂太阳影响气候变

化的机制是太阳紫外辐射的变化直接影响平流层臭氧,导致平流层温度的变化,而温度梯度的变化导致纬向风的变化,进一步影响行星尺度波和气流的变化

[30

]㊂太阳以电磁波的形式向地球传递能量,即太

阳辐射,太阳辐射穿过大气层进入地面,地面又以长

波形式反射出去,大气层吸收部分能量后以逆辐射的形式再次为地面输入能量(图2),但是,大气层的湿度和温度等会影响大气逆辐射的强弱㊂如云量多,空气湿度大,地面射出的光很容易被云反射回来,即逆辐射强度大㊂青藏高原由于海拔高㊁特殊地形,高原的总辐射比同纬度的其他地区高许多,但是空气稀薄,二氧化碳等温室气体含量少,太阳辐射能量大部分不能保存在大气层中,而且大气逆辐射也比较弱㊂虽然青藏高原太阳辐射很强,但是海拔高㊁空气柱短㊁大气逆辐射较小,导致高原气温一年四季

均比周围地区低[32]

㊂因此,纳木错站实际观测到的气温仍然很低,年均温度为0.6ʎC [1

1]

㊂太阳辐射有季节性变化,如夏季太阳辐射强,气

温高,冬季辐射弱,气温低㊂另外,太阳黑子活动的周期性变化也会影响太阳辐射的变化,如黑子活动高值期,太阳总辐射量和辐射强度均增加,陆地升温快;黑子活动谷年,异常冷空气在赤道上空形成,造成大气热量的重新分配和大气环流的变化,使不同地区气候

变化不同[30,3334

]㊂青藏高原1956 2012年冬季气温

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