近日，中國科學院西北生態環境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室丁永建團隊與(yu) 蘭(lan) 州大學、蘭(lan) 州理工大學等單位科研人員合作，通過對大氣冰凍圈、海洋冰凍圈和陸地冰凍圈的範圍、特征和影響進行了係統分析，闡述了不同類型的冰凍圈災害的時空分布特征，指出了冰凍圈退化會(hui) 導致冰凍圈災害增加。此外，該研究還提出了冰凍圈災害的預防和減輕的應對方案，為(wei) 全球冰凍圈變化及應對提供了科學參考。研究結果發表在《地球科學評論》上。

青藏高原多年凍土退化引起的滑坡（暴露區可見地下冰） 丁永建供圖

大氣冰凍圈災害方麵，歐亞(ya) 大陸的霜凍和冰雹災害關(guan) 注較多，而北美冬季寒潮關(guan) 注更多。過去幾十年來，霜凍、冰雹隨著氣候變暖呈減少趨勢，但晝夜溫差變化增大會(hui) 導致霜凍增加，而且目前植物的物候變化情況還不清楚。同時，已有氣候模式還無法預測冰雹概率、冰雹直徑大小和總量。與(yu) 冰雹類似，凍雨頻率在統計上隨氣候變暖而減少，但凍雨的冰量、持續時間在未來如何變化還不清楚。此外，北半球在未來會(hui) 呈“暖北極、冷大陸”的模式，因而冬季寒潮的影響會(hui) 增加。考慮到人口數量和財產(chan) 的增加，大氣冰凍圈災害損失在未來會(hui) 增加。

海洋冰凍圈災害主要包括海冰災害、冰山災害、北極海岸帶侵蝕和海平麵上升。海冰凍結會(hui) 堵塞航道，造成海上設備損壞，海冰快速融化也可能會(hui) 造成海岸帶侵蝕，部分水域鹽度快速變化從(cong) 而影響漁業(ye) 生產(chan) 。海冰快速消退後，人類活動包括漁業(ye) 、航運、油氣開采和旅遊觀光也會(hui) 不斷向海冰區擴展，因而海冰災害會(hui) 更嚴(yan) 峻。冰山數量在未來會(hui) 隨著冰架冰山的崩解而增多，加上人類活動增多，冰山與(yu) 船隻和海上設施碰撞的風險也會(hui) 增加。海冰退化，海水溫度升高，沿海多年凍土退化和海浪增強都會(hui) 進一步加劇北極海岸帶的侵蝕。

陸地冰凍圈災害受到的關(guan) 注最多。按照災害的成因，可以分為(wei) 冰川、積雪和多年凍土災害，但是實際上很多災害是多個(ge) 過程同時形成的。以冰川災害為(wei) 例，在全球範圍來看，歐洲阿爾卑斯山地區的冰川泥石流關(guan) 注最多，而亞(ya) 洲喜馬拉雅山脈和青藏高原的冰川洪水的關(guan) 注最多。加拿大和阿拉斯加也因為(wei) 其廣泛發育的冰川而有較多的冰川洪水和冰川泥石流災害報道。

氣候變暖使積雪範圍呈減少趨勢，但這並不意味著暴雪的頻率降低，在有些地區，暴雪頻率反而增加，說明未來暴雪災害更有可能增加。受到春季溫度升高的影響，很多地區的雪崩風險會(hui) 增加。受到積雪融化時間提前和降水增加的影響，積雪洪水在未來仍可能會(hui) 是重要的災害。

多年凍土災害主要是因為(wei) 多年凍土融化後造成的一係列災害。在高山地區，多年凍土融化會(hui) 降低山體(ti) 結構的穩定性，造成山體(ti) 崩塌、滑坡等災害。地下冰融化後導致地表沉降，強烈的凍融作用會(hui) 給多年凍土區的工程如公路、鐵路等造成影響。這些災害會(hui) 隨著多年凍土的退化而更為(wei) 嚴(yan) 重。值得注意的是，近年來發現平坦地勢下多年凍土的退化也會(hui) 造成湖泊的潰決(jue) ，從(cong) 而引起重大災害風險。

該研究還介紹了冰凍圈災害的減緩措施。對於(yu) 大氣冰凍圈災害，需要加強短期天氣預報能力，部分地區的冰雹減災可以通過人影工程來實施。海洋冰凍圈的減緩措施需要發展海冰和冰山的高精度監測方法並建立數據庫，對於(yu) 海岸帶侵蝕，盡管工程成本較高，但一些工藝，比如鋼絲(si) 網籠對於(yu) 保持沿岸帶的陡坡穩定性具有較好的效果。海平麵上升的應對方案還應該遵循IPCC1990年提出的策略，即按照信息收集、意識提升、計劃和設計、執行、監測與(yu) 評估來應對。陸地冰凍圈的災害減緩需要加強監測，特別是隨著遙感技術的發展，冰湖潰決(jue) 災害已經有了一些成功的預報範例。但是，建立陸地冰凍圈，特別是高山冰凍圈地區的災害分布圖非常必要。

研究工作獲得國家自然科學基金、冰凍圈科學國家重點實驗室自主課題、國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專(zhuan) 項以及中科院西部之光等項目共同資助。

相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103500



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