крайните

  • елементи
  • абстрактно
  • Въведение
  • Резултати и дискусия
  • Наблюдавани и моделирани масови загуби на ледника Naimona'nyi
  • Загуба на тегло над 6000 м надморска височина
  • обобщение
  • Материали и методи
  • изявление
  • Модел за баланс на масата
  • Повече информация
  • Допълнителна информация
  • Word документи
  • Допълнителна информация
  • Коментари

елементи

абстрактно

Бързото изменение на климата на голяма надморска височина 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 тегло и колко голяма е загубата на тегло на толкова високи височини. Въз основа на глациологични наблюдения in situ през последните 9 години и модел на баланс на масата с температурен индекс, това изследване изследва скорошната загуба на тегло на ледника Naimona'nyi в Западните Хималаи и възстановява 41 години (1973/74–2013/14 ). ) равновесна надморска височина (ELA) и загуба на маса по целия ледник. Резултатът показва, че дори на 6000 м надморска височина (н.в.) годишната загуба на тегло ще достигне

0, 73 m воден еквивалент (ние) за последните 9 години. В съответствие с рязката промяна в климата в края на 80-те години, ELA се повиши драстично от

5969 ± 73 m над морското равнище през 1973/74–1988/89 at

6193 ± 75 m над морското равнище през 1989/90-2013/14, което показва, че бъдещите ледени ядра, които съдържат непрекъснати климатични записи, могат да бъдат възстановени само на 6200 m над морското равнище в района на Naimona'nyi. Средният баланс на масата на целия ледник през последните 41 години е средно около -0,40 ± 0,17 m we, което означава значително увеличение на десетичната средна стойност от -0,01 ± 0,15 до -0,69 ± 0,11 m we

Масовата загуба на хималайските ледници е основна обществена загриженост поради потенциалното въздействие върху водоснабдяването в Азия 1, 2. С неотдавнашното бързо затопляне на климат 3, 4 повечето хималайски ледници са били негативно повлияни от материалния баланс и са показали ускорени масови загуби и намаляващи площи от 5, 6, 7, 8, 9, 10 през последните десетилетия. .

От всички свиващи се хималайски ледници най-голямата надморска височина, където се губи нетна маса, е в западните Хималаи. Липсата на радиогенни бомбени хоризонти в ледените ядра на ледника Naimona'nyi (30 ° 27 ′ северна ширина, 81 ° 92 ′ изток, 6050 m н.в.) не показва никакво натрупване на нетно тегло на място от поне 50-те години на Западните Хималаи 11, Геодезическите проучвания, включително ICESat и диференциалните GPS измервания, потвърдиха неотдавнашното отслабване на леда над 6000 m над морското равнище на ледника Naimona'nyi 12, 13, 14, 15. Тези данни показват, че многогодишната средна ELA вероятно би могла да се издигне над 6000 m над морското равнище в някои периоди от последните десетилетия. За разлика от това, измерените стойности на ELA и височината на линиите, изстреляни в околните Хималаи, не са нарушили този рекорд, воден от ледника Naimona'nyi 16, 17, 18. Аномални ELA над 6000 m над морското равнище никога не са докладвани в вестник за балансиране на ледниците, съставен от Световната служба за наблюдение на ледниците 19. Загубата на повърхностна маса в изключително високите планински райони на ледника в западните Хималаи предполага 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 m над морското равнище и общия баланс на масата на ледника Naimona'nyi през последните десетилетия. В допълнение, това също ни пречи да идентифицираме минималната надморска височина, над която могат да бъдат получени последователни висококачествени палеоклиматични записи за този критичен регион, който е повлиян от южноазиатския летен мусон и Уестърли 11, 20. В опит да се запълнят тези пропуски, през последното десетилетие в ледника Наймонани беше проведена кампания за измерване на глациологията от Института за изследване на Тибетското плато към Китайската академия на науките. Въз основа на тези измервания in situ и модел на индекс на масата с температурен индекс, ние изследваме степента и промените във времето на загубите на повърхностната маса на ледника Naimona'nyi през последните четири десетилетия (1973/74–2013/14) в опит да подобрим нашите познания за ледниковите условия в екстремно голяма надморска височина в западните Хималаи.

Ледникът Naimona'nyi е разположен в западните Хималаи на югозападното тибетско плато (фиг. 1а). Този ледник е един от най-големите ледници около върха на Naimona'nyi (7694 m над морското равнище) и има обща площ от 14,4 km 2, с два клона, протичащи на север и югоизток (Фигура 1b). Повече от 90% от площта е под 6200 m над морското равнище, като половината от зоната е концентрирана в надморската височина от 6000 до 6200 m над морското равнище (фиг. 1в), включително плитък склон с ледена повърхност, където ледени ядра са пробити на 6050 м надморска височина през 2006 г. 11, 20. Максималната дебелина на това ледено поле надвишава 250 m 12. Регионалната зона на ледника в района на Naimona'nyi е намаляла с приблизително 8% между 1976 и 2003 г. 21, а степента на регионалната загуба на маса се изчислява от -0,37 ± 0,25 до -0,43 ± 0,09 m, което ние -1 през период от 2003 до 2009 г. 8, 9 .

а ) местоположението на ледника Naimona'nyi на югозападното плато на Тибет (червен правоъгълник) в началото на реките Брахмапутра и Инд; б ) топографска карта с местоположението на измервателните отлагания през 2013 г. на ледника Naimona'nyi (розови точки), сайта AWS (червени триъгълници) и местоположението на станция Burang (червена звезда); ° С ) разпределението на височината (сива колона) и кумулативният процент на площта (линията) на ледника Naimona'nyi. Сиво засенчване ( а ) обозначава район с надморска височина над 2500 m. Карти ( а, б ) са създадени с помощта на ArcGIS v9.3 (www.esri.com).

Изображение в пълен размер

Резултати и дискусия

Наблюдавани и моделирани масови загуби на ледника Naimona'nyi

Въпреки че измерванията на колоните показват значителни пространствени разлики дори на една и съща надморска височина поради топографския ефект (напр. Аспект, засенчване, пренасяне на сняг), такива данни са полезни за извеждане на средната загуба на тегло като функция на надморската височина през последното десетилетие (фиг. 2) . Годишният градиент на баланса на масата между 5800 и 6100 m над морското равнище варира от

0,38 m Ние (100 m) -1. От точковите измервания и градиентите на масовия баланс се изчислява, че ELA е била над височината на най-високата фракция на измерване (т.е. 6100 m над морското равнище) през шест от деветте години. Двете най-ниски ELA бяха оценени на

6060 м надморска височина за балансовите години 2009/10 и 2012/13. Загуба на тегло при 6000 m nm варира от минимум 0, 23 m my (2012/13) до максимум 1,33 m my (2013/14), със средна загуба на тегло

0, 73 m ние и -1 за целия период.

Моля, имайте предвид, че периодът от 2004 до 2006 г. обхваща две години от масовия баланс.

Изображение в пълен размер

а ) Колебания на ELA на ледника Naimona'nyi през последните четири десетилетия, с десетични средни стойности от 1974 г. (червени линии); б ) Времеви промени на масовия баланс, осреднени по площта, включително сравнение с геодезически резултати 14, 15 (сини линии); ( ° С, д ) Кумулативен баланс на масата за коти 6060 м. Н. В. И 6220 м. Н. В

Изображение в пълен размер

Загуба на тегло над 6000 м надморска височина

Реконструкцията на ELA може да се използва, за да се определи кога е започнала загубата на повърхностна маса над 6000 m над морското равнище и откъде е възможно да се получат последователни палеоклиматични записи с високо качество. Средният ELA остава на

5935 ± 76 m над морското равнище, през 1983/84-1992/93 се издига до

6080 ± 74 м надморска височина и през 1993г

6184 ± 74 m н.в./94–2002/03 и накрая достига

6212 ± 77 m над морското равнище през 2003/04–2013/14. (Фиг. 3а). Десетичното увеличение на ELA през последните четири десетилетия е приблизително 280 m. Максималният ELA беше през 2006/07

6365 м надморска височина и минимумът беше

5668 м надморска височина през 1974/75.

За по-нататъшно илюстриране на временните промени в загубата на тегло на повърхността при над 6000 m н.в., са генерирани баланси на масата на натрупване от две различни височини (6060 и 6220 m н.в.) (Фиг. 3в, d). На височина по-близо до местоположението на сондажа с ледено ядро ​​през 2006 г. 11 е имало само малко натрупване на маса в периода от 1973/74 г. до края на 80-те години (фиг. 3в). Тогава обаче имаше непрекъснат отрицателен баланс на теглото, което доведе до пълна загуба на тегло на височина

4, 7 м ние до 2013/14. Характерните черти се изразяват с по-малък процент на нарастване на масата през годините 1973/74-1988/89, но с нарастваща тенденция на загуба на тегло след този период. За сравнение, ELA обикновено се увеличава от

5969 ± 73 m надморска височина на 6193 ± 75 m надморска височина с драстично нарастване на загубата на маса в целия ледник от -0,06 ± 0,15 до -0,62 ± 0,19 m we Точката на прекъсване съответства на внезапно увеличение. Климатични промени, регистрирани на гара Буранг (30 ° 17 ′ север, 81 ° 15 ′ изток, 3900 м. Н. В., 1973-2014), включително драстично повишаване на температурата и значително намаляване на валежите в края на 80-те години (Допълнителна фигура S3). Положителните натрупвания от 6220 ml.s от 1973/74 до 2013/14 (фиг. 3d) вероятно показват, че долната граница, при която ледените ядра могат да осигурят последователни висококачествени палеоклиматични записи в района на Naimona'nyi. Както в този район, няколко ледени ядра, пробити на южното и централното тибетско плато 22, не откриха нетни натрупвания дори на 5800 м надморска височина. Това предполага, че зоната на натрупване се превръща в зона на аблация с драстично покачване на ELA 22. Поради малкото ледниково-метеорологични наблюдения in situ е трудно да се определят точно идеалните височини за сондажни сондажи в тези райони. Следователно трябва да се извършват повече глациологични изследвания за откриване на загуба на маса на изключително голяма надморска височина.

Поради липсата на дългосрочни метеорологични данни преди 1973 г. на станция Burang и околните региони, данните от мрежата за температурата и валежите от CRU TS 3, 22 набора от данни, обхващащи станция Burang (допълнителни), са използвани за оценка на климатичния фон преди 1973 г. Фиг. S4). Както се очакваше, регионът Naimona'nyi беше в относително топли и сухи условия между 40-те и 60-те години в сравнение с 70-те и 80-те години. Въз основа на температурните колебания и валежите може да се приеме, че средният ELA през 1940-1960 г. може да бъде по-висок от средната стойност между 1973/74 и 1982/83

5935 ± 76 m над морското равнище, но трябва да е много по-ниско от

6212 ± 77 m надморска височина за последното десетилетие. По този начин е възможно най-малко от четиридесетте години на миналия век ледникът Naimona'nyi да е загубил над 6000 m надморска височина. В този контекст радионуклидите от тестовете на атмосферни термоядрени бомби през 50-те и 60-те години на миналия век първоначално не са се съдържали в ледено тяло на височина 6025-6200 m над морското равнище. Тази констатация обаче не дава окончателно заключение, тъй като липсата на радионуклиди може да се дължи на липса на натрупване през 50-те и 60-те години или на последвалата загуба на лед, съдържащ тези частици.

обобщение

В това проучване нашите измервания на място показват, че дори на 6000 м надморска височина, средната загуба на тегло на ледника Наймонани достига до

0, 73 m, което ние -1. Използвайки калибриран модел на масовия баланс, промените в загубата на тегло и ELA през последните четири десетилетия са реконструирани и анализирани. Установихме, че средногодишната загуба на тегло на ледника Naimona'nyi се е увеличила от

0, 01 ± 0, 15 m my (1973/74–1982/83) na

0,69 ± 0,21 м мое (2003/04–2013/14). Също така наблюдаваме ускоряващи се тенденции в масовите загуби и увеличаване на ELA в началото на 80-те години, които са свързани с променящите се регионални климатични условия. ELA се е увеличил с приблизително 280 m през последните четири десетилетия и е достигнал средна надморска височина през последното десетилетие

6212 ± 77 m. Според регионалните климатични условия нетната загуба на маса на ледника Naimona'nyi над 6000 m над морското равнище вероятно настъпва още през 40-те години.

Нашето проучване също така изяснява възможната минимална височина, на която бъдещите ледени ядра могат да бъдат пробити, за да се получат последователни, висококачествени палеоклиматични записи в северозападните Хималаи. В съответствие с неотдавнашния доклад за масови загуби на голяма надморска височина на южното и централното тибетско плато, извлечен от записите на ледената сърцевина 22, има спешна нужда от възстановяване на повече ледени ядра от Тибетското плато и околния регион; този район е ключов регион за изследване на климата и тези данни трябва да бъдат събрани преди изчезването на ледените записи, водени в него.

Материали и методи

изявление

Измерванията на баланса на масата на ледника бяха извършени с помощта на глациологичен метод на северния клон на ледника Naimona'nyi в началото на 2004 г. (фиг. 1б). Броят на наблюдаваните отлагания по цялата повърхност на ледника постепенно се увеличава от четири през 2004 г. до 31 през 2013 г. Количествата на отделните отлагания и измерванията на снежните ями са регистрирани ръчно в началото на октомври всяка година, за да се получи годишен баланс на масата. Поради логистични проблеми, през 2005 г. не бяха извършени теренни дейности и липсваха депозити през 2004 г., когато обектите бяха ревизирани през октомври 2007 г. Годишното обобщено салдо за деветте години на управление, включително средната стойност през разчистващата 2004-2006 г., са налични ледници 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), разположена на около 20 км от ледника Naimona'nyi (фиг. 1).

Модел за баланс на масата

В това проучване е използван прост модел на температурен баланс с температурен индекс. Масов баланс B (i, t) в i. Различните височини (z i: интервал 40 m) в ден t са изчислени, като се използва модел на индекс на топене 27 с индекс на топене и модел на натрупване:

Където M (i, t) е дневната точка на топене (mm we), а A (i, t) е дневното натрупване (mm we) на i-та височина; Сняг/лед DDF е фактор на топене на сняг или лед; T (i, t) и P (i, t) са среднодневни температури на въздуха и дневни валежи, които се екстраполират от метеорологичната станция Burang (T cs и P cs), използвайки променлива годишна скорост на намаляване на температурата (γ t)) и постоянен градиент на валежите (yp); z cs и z i са надморската височина на станцията Burang и различните височинни ленти, а T M/Tp са праговите температури под или над нивото, при което топенето или твърдият снеговалеж се приема за нула. Средният баланс на масата на площта (B n) се изчислява въз основа на теглото на площта във всеки височинен съд. Въз основа на топографска карта, съставена през 1976 г. и две сателитни снимки на Landsat, направени през 1999 и 2007 г., промяната във времето на областта на ледника в модела е разгледана чрез линейна интерполация на площта 28 .

В модела на масовия баланс, годишното γ t е изчислено, като се използват междинни данни за температурата на реанализа на ERA (юни - септември 1979 - 2014) от 3 × 3 мрежи около ледника Naimona'nyi 29. Предполага се, че yt за периода от 1974 до 1978 г. е същият като стойността през 1979 г. Термичното отклонение е коригирано чрез сравнение с температурните записи на AWS1 на 5500 m над морското равнище (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). Извършена е симулация на Монте Карло, състояща се от 1500 реализации, за да се оцени несигурността на модел 33, 34. В този експеримент група от 100 от 1500 комбинации от параметри осигурява RMSD по-малко от 0,50 m между моделирания и измерен баланс на масата на повърхността на ледника Naimona'nyi между 2004 и 2014 г. (Допълнителна фигура S1 и фигура 2). За това проучване са избрани симулации с тези 100 комбинации от параметри. 100 резултата от индивидуалното моделиране представляват възможни граници на несигурност и средната стойност е приета като приета стойност за ледника Naimona'nyi.

Повече информация

Как да цитирам тази статия: Zhao, H. et al. Драматична загуба на тегло в крайните алпийски райони на Западния хималайски ледник: наблюдения и моделиране. Sci. Представител. 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 на общността. Ако откриете нещо обидно или несъвместимо с нашите условия или насоки, означете го като неподходящо.