达古冰川保护实验五年——应对冰川消融为冰川“盖被子”

航拍达古冰川。杨建 摄（C视觉）

冰川保护专家王飞腾（右）向达古冰川管理局技术人员讲解冰川“盖被子”的实验原理。杨建 摄（C视觉）

达古冰川管理局技术人员调试人工造雪设备。 杨建 摄（C视觉）

　　12月的达古冰川，正是旅游旺季。站在达古冰川的观景台上瞭望，天地辽阔、雪山巍峨。纷繁的雪花从天空中落下。如果不是用高清镜头捕捉，很难注意到冰川上覆盖着的一层白色薄膜，这是缓解冰川消融的“被子”。

　　从2020年开始，一群人来到达古冰川，开启为冰川“盖被子”的实验。5年间，他们都做了啥？

　　冰川急剧消融带来深远影响

　　如果在夏季来达古冰川研学，在探索冰缘带高山植物、现代山地冰川地质遗迹景观等自然景观之外，还会专门来到一处人造场景前，洁白的冰川表面，盖着一层白色材料，就像是冰川的“被子”。

　　为啥要给冰川“盖被子”？面对前来研学的小小“科学家”们的疑问，达古冰川风景名胜区管理局（以下简称“达古冰川管理局”）科研处副处长张伏会展示一组图片，这是达古17号冰川在不同时期的留影：在2005年7月，即使是盛夏，冰川也是身穿厚厚的积雪“外衣”，冰清玉洁透出冰蓝色光泽。随着时间的流逝，“外衣”越来越薄。10年后的8月，同样的位置能看到裸露出的灰褐色岩石和下方的一汪湖水，视线再往上，才能看到一线雪白。

　　“在海拔4860米处的冰舌末端，达古冰川融水形成了一个湖泊，叫做泪湖，天蓝色的湖水就像冰川流下的眼泪，这些年这汪湖水越来越大。”张伏说。

　　冰川是气候的产物，对气候变化的响应非常敏感，是全球气候变化的一个“显示器”。由于全球气候变暖，冰川消融的速度在加快。《科学》（Science）杂志2023年的一篇研究文章，细致考察了全球21.5万块陆地冰川，认为随着气候变化加剧，世界上接近83％的冰川到2100年可能会消失，大多数众所周知的小型冰川正在消失。

　　地处青藏高原东南缘、海拔相对较低的达古冰川，就在消融路上疾步前行。根据最新研究数据，从

　　1989年至2023年的34年间，达古冰川退缩了近76％，现有现代山地冰川10条，冰面积仅为0.5平方公里。

　　“以前的冰墙有几层楼高。”张伏见证了近10年冰川的消融，“厚度每年减少1至2米。如果按照这种消融速度，冰川可能就存在5至10年。”

　　在气候系统中扮演着重要角色的冰川急剧消融，就像蝴蝶扑动翅膀，带来一系列影响。带给当地的影响最为直接，有着“固体水库”之称的冰川消融到“拐点”，水补给不稳定性增加，影响生态系统，成为地质灾害的风险源头。影响更在千里之外，引起海平面上升，带来更深远影响。

　　2019年，中国科学院西北生态环境资源研究院研究员王飞腾，因为机缘巧合来到达古冰川。回想起第一次到访的感受，从事冰冻圈科学研究已有10余年的王飞腾说，“冰川很小，一眼就能望到头，也是进行保护实验的好地方。”

　　一方面，达古冰川是海洋性冰川，这种发育于海洋性气候的冰川补给多，消融也多，活动性强，受气候影响的变化很剧烈，小冰川面对气候变暖尤为脆弱。另一方面，大部分冰山都在无人区，人力很难抵达，而达古冰川有“最近的遥远”之称，从成都驾车前往仅4小时。

　　当年9月，达古冰川管理局与中国科学院西北生态环境资源研究院签订战略合作协议，双方约定在冰川变化监测、冰川保护、冰川旅游及可持续发展等方面开展系列合作。随后，一场为冰

　　川“盖被子”的实验紧锣密鼓地筹备起来。

　　17号冰川的第一场实验

　　达古冰川，形成于第四纪冰河时期，距今200多万年，是罕见的现代山地冰川。其中，17号冰川、16号冰川、14号冰川最为壮美，是整个景区的灵魂所在。

　　为冰川“盖被子”的实验就选在17号冰川，这是达古冰川地势相对较缓、最好进入的冰川。每年7至9月，冰川表层积雪融化，露出古老冰川“肌理”，传递百万年来气候变化的讯息。

　　“17号冰川以前是山谷冰川，就像一只手，冰川自上而下消融，手指慢慢融化了。现在只剩下‘手掌’，变成了冰斗冰川，继续消融可能就剩下‘掌根’，变成‘婴儿冰川’悬冰川，悬贴在山坡。”王飞腾说。

　　2020年盛夏，全国首个应用“地球工程学”措施减缓冰川消融的实验在达古冰川展开。地球工程，即是人类对地球气候系统进行的大规模人为干预行为，以应对全球变暖或部分抵消全球变暖的影响，主要运用碳移除和太阳辐射管理等技术。17号冰川实验就是运用的后者，通过人工干预，减少到达地球的太阳辐射，从而让冰川“退烧”。

　　首个实验场地计划500平方米，选在“手掌”中下部的消融区，就像是夏天给雪糕裹棉被一样，科研人员将从高海拔向低海拔铺设土工织布，这是一种涤纶等高分子聚合物制成的合成纤维。

　　“原理很简单，就是利用光热阻隔物，通过隔热和反光材料，增大冰的表面反照率，阻挡太阳辐射和冰的表面热交换，从而减缓冰川消融。”王飞腾说。

　　到达实验场地并非易事。海拔4680米的冰原之上，肩扛土工织布、背着观测仪器的队伍向着17号冰川缓慢前进。两人一组抬着几十斤重的材料，1公里的距离，要走两个多小时。鞋子很容易陷进松软的雪地里，然后很快湿透。走累的时候，一同前往的当地村民带头唱起黑水民歌《纳里西莫》，用这首也曾在珠穆朗玛峰唱响的民歌，互相加油打气。

　　几天后，17号冰川盖上了一层500平方米的“被子”，还插上了一些杆子，根据杆子露出长短，判断冰川消融的高度。后续分析数据结果表明“被子”有效：非覆盖区平均消融1.34m，覆盖区平均消融0.88m，减缓冰川消融0.46m，平均减缓了34％的冰川消融。

　　一年后，项目团队又在17号冰川铺设了第二片实验场地，并架设气象自动站，利用3D激光扫描雷达对实验场地进行了精准测量，更好地收集数据，掌握冰川保护状况。随着时间推移，实验也暴露出局限性，土工织物表面会因自然灰尘沉积变黑，减少反照率，即使材料完好无损，也需要更换。

　　好在这场为冰川“盖被子”的实验，逐渐吸引了广泛关注。2022年，南京大学科研团队带来了新的“凉被”——一种具有辐射制冷性能的纳米薄膜材料。

　　优化迭代的保护“工具箱”

　　辐射制冷材料，是一种日常生活中很常见的材料，用在建筑屋顶、汽车贴膜等，发挥着降温节能的功用。

　　南京大学现代工程与应用科学学院博士后研究员曹宁宁，没有想到自己研究的这种材料还会用在冰川保护上。

　　不过针对冰川保护的辐射制冷材料，还会有一些特殊要求。“首先就是光谱特性，太阳光波段反射率和中红外波段发射率要到达一定标准，以确保获得高的制冷功率，更好地延缓冰层或者积雪的融化。”曹宁宁介绍，用在冰川保护上，材料还要环境友好，表面抗污性好，能生物降解、易铺设回收。

　　这种辐射制冷材料主要通过两种机制，实现对冰川的全天候高效降温：较高的太阳光反射率，材料就像镜子一样，可以将太阳光反射回大气，阻挡热量输入；较高的中红外发射率，材料通过大气透明窗口（8微米至13微米），将热量不断自发辐射出去，达到降温效果。

　　2022年8月，进入达古17号冰川保护实验第三年，南京大学科研团队进行小规模铺设，将一块块特制的白色薄膜盖在200平方米的实验场。

　　实验对比发现，传统土工织布，50天冰层增厚50厘米；辐射制冷材料，50天冰层增厚140厘米。随后，科研团队进一步优化辐射制冷材料。“我们提高了材料机械性能和光谱性能，最新材料太阳光反射率达到94％，中红外波段发射率达到92％，材料的韧性指标也有所提升。”曹宁宁说。

　　今年，运用辐射制冷材料的实验场地扩大至1200平方米左右，并且“盖被子”的时间提前到5月，此时积雪还没有融化。“之前铺设材料在夏天，雪已经化了，材料主要用于保护露出来的老冰。这次提前几个月铺设，就是看能否多保留积雪，让老冰的消融减缓甚至实现正增长。”曹宁宁说。

　　9月，研究团队前来查看实验效果，结果让人惊喜。肉眼明显就能看到，盖“凉被”的冰面有一定厚度的隆起。相较于非覆盖区，覆盖区减缓冰川消融2.2米。“明年计划进一步扩大铺设面积，优化铺设位置，固定‘最会跑’的冰川。”曹宁宁说。

　　5年间，科研团队持续探索冰川保护最佳方案。今年9月，一台枪式造雪机在达古冰川泪湖边进行设备测试实验，探索通过人工造雪，将部分融化的冰水转换成雪，增加冰川物质，减缓冰川消融。

　　冰川未来有了更多守护人

　　进入给冰川“盖被子”的第五年，张伏将自己的微信名改为“冰川盖被子专业户”。在达古冰川管理局工作快10年，一些美丽冰川的身影，只能在手机相册中看见。

　　冰川很大，人类很小。从天空俯瞰，冰川的“被子”——一块块白色材料，就像广袤冰川上小小的“创口贴”。不免让人疑问，人工干预冰川退化有用吗？500平方米的试验场，能否移植到几十倍甚至上百倍大的冰川？

　　5年间，王飞腾来达古冰川快20次，对达古冰川变化了然于心，每次来都有变化。“不能阻止它消融，但希望能让消融速度变得更慢一点。”

　　这是一种使命感，与持续变化的气候做对抗，让冰川的美丽留得更久一点。虽然看起来无异于西西弗斯推巨石上山，但在大家心中，这是一项困难但正确的工作。为冰川“盖被子”这5年，科研团队不止一次遇到素不相识的当地村民表达感谢，冰川直接关系到当地人的生活。

　　回望达古冰川保护实验开展的5年，最让王飞腾感慨的是，冰川保护队伍逐渐壮大，不仅有中科院的科研团队和达古冰川管理局的保护团队，各行各业的人都开始关注和参与冰川保护。

　　“冰川保护是一个大课题，达古冰川的保护实验就像点点星火，唤起大家的环保意识，呼吁更多人保持低碳生活，这或许比实验本身的意义还要重要，冰川的未来有了更多守护人。”王飞腾说。

　　达古冰川管理局相关负责人也有类似感受。这几年，达古冰川先后推出“看冰山”科学探索营，“让冰山退烧”等冰川特色研学旅游产品，越来越多的游客来到达古冰川开展研学旅游活动，置身冰川之中，真切体会到气候变化带来的影响。

　　更多的意义在未来。5年间，黑水县冰川保护人才港、达古冰川专家工作站建立，来自各地的专家聚集在这里，持续开展人工增雪对减缓冰川消融的效应、添加遮盖物对减缓冰川消融的效应研究、高海拔地区人工增雪的最佳冰川气候学时间等多项研究。通过对达古冰川动态变化进行系统、全方位的观测、深入分析，形成完整并系统的观测、应对与保护方案，也将为冰川保护带来更多思路。