різке

  • предметів
  • реферат
  • вступ
  • Результати і обговорення
  • Спостерігав і моделював масові втрати льодовика Наймональний
  • Втрата ваги понад 6000 м над рівнем моря
  • резюме
  • Матеріали і методи
  • заява
  • Модель балансу маси
  • Детальніше
  • Додаткова інформація
  • Документи Word
  • Додаткова інформація
  • Коментарі

предметів

реферат

Швидкі зміни клімату на великій висоті прискорили відступ льодовиків у Гімалаях і на Тибетському плато. Однак через відсутність довготривалих гляціологічних вимірювань все ще існують невизначеності щодо того, коли почалася втрата ваги, і наскільки велика втрата ваги на таких великих висотах. На основі гляціологічних спостережень in situ за останні 9 років та моделі масового балансу з температурним індексом це дослідження вивчає недавню втрату ваги льодовика Наймонанні в Західних Гімалаях та реконструює 41 рік (1973/74–2013/14 ). ) рівноважна висота лінії (ELA) і втрата маси на всьому льодовику. Результат вказує на те, що навіть на 6000 м над рівнем моря (н.р.м.) щорічна втрата ваги досягне

0,17 м водного еквівалента (ми) за останні 9 років. Відповідно до різкого зміни клімату наприкінці 1980-х років, ELA різко зріс із

5969 ± 73 м над рівнем моря протягом 1973/74–1988/89 ат

6193 ± 75 м над рівнем моря протягом 1989/90-2013/14, що вказує на те, що майбутні крижані ядра, які містять постійні кліматичні записи, можуть бути відновлені лише на 6200 м над рівнем моря в районі Наймонального. Середній баланс маси всього льодовика за останні 41 рік в середньому становить близько -0,40 ± 0,17 м/с, що означає значне збільшення середнього десяткового значення від -0,01 ± 0,15 до -0,69 ± 0,11 м/с

Масова втрата льодовиків Гімалаїв є головною проблемою суспільства через потенційний вплив на водопостачання в Азії 1, 2. Внаслідок нещодавнього швидкого потепління клімату 3, 4 більшість гімалайських льодовиків зазнали негативного впливу матеріального балансу і показали прискорені масові втрати та площі зменшення в 5, 6, 7, 8, 9, 10 протягом останніх десятиліть. .

З усіх скорочуються гімалайських льодовиків найбільша висота, де втрачалася чиста маса, була в західних Гімалаях. Відсутність радіогенних горизонтів бомб у крижаних ядрах льодовика Наймональний (30 ° 27 ′ північної широти, 81 ° 92 ′ сх.д., 6050 м. Н. В.) Не свідчить про будь-яке накопичення чистої ваги на місці, принаймні з 1950-х рр. Західні Гімалаї 11, геодезичні дослідження, включаючи ICESat та диференціальні вимірювання GPS, підтвердили нещодавнє ослаблення льоду вище 6000 м над рівнем моря на льодовику Наймональний 12, 13, 14, 15. Ці дані вказують на те, що багаторічна середньостатистична ЕЛА може, можливо, піднятися вище 6000 м над рівнем моря в деякі періоди останніх десятиліть. Навпаки, виміряні значення ELA та висота ліній, що прострілювали в навколишніх Гімалаях, не побили цей рекорд під керівництвом льодовика Наймонаний 16, 17, 18. Аномальні ELA вище 6000 м над рівнем моря ніколи не повідомлялись Журнал масового балансу льодовиків, складений Всесвітньою службою моніторингу льодовиків 19. Поверхневі втрати маси в надзвичайно високих гірських районах льодовика в західних Гімалаях свідчать про швидкі зміни гідротермальних умов у тропосфері.

Однак відсутність тривалих гляціологічних вимірювань обмежує наше розуміння того, коли втрати поверхневої маси почали перевищувати 6000 м над рівнем моря, а також загальний баланс маси на льодовику Наймонаний за останні десятиліття. Крім того, це також заважає нам визначити мінімальну висоту, над якою можна отримати послідовні високоякісні палеокліматичні записи для цього критичного регіону, на який впливають південноазіатський літній мусон і Вестерлі 11, 20. Намагаючись заповнити ці прогалини, протягом останнього десятиліття на льодовику Наймонанні проводилася кампанія гляціологічних вимірювань, проведена Науково-дослідним інститутом Тибетського плато Китайської академії наук. На основі цих вимірювань in situ та моделі індексу маси з температурним індексом ми вивчаємо ступінь і зміни змін втрат поверхні льодовика Наймонаного за останні чотири десятиліття (1973/74–2013/14), намагаючись покращити наші знання про умови льодовиків на надзвичайно великій висоті західних Гімалаїв.

Льодовик Наймонаний розташований у західних Гімалаях на південному заході Тибетського плато (рис. 1а). Цей льодовик є одним з найбільших льодовиків навколо вершини Наймонального (7694 м над рівнем моря) і має загальну площу 14,4 км 2, з двома гілками, що протікають на північ і південний схід (рис. 1б). Більше 90% площі знаходиться нижче 6200 м над рівнем моря, причому половина площі зосереджена у висотній зоні від 6000 до 6200 м над рівнем моря (рис. 1в), включаючи мілководний схил із крижаною поверхнею, де ледяні стрижні були пробурені на 6050 м над рівнем моря в 2006 р. 11, 20. Максимальна товщина цього крижаного поля перевищує 250 м 12. Площа регіонального льодовика в районі Наймонаного зменшилася приблизно на 8% між 1976 і 2003 рр. 21, і, за оцінками, регіональний рівень втрат маси коливався від -0,37 ± 0,25 до -0,43 ± 0,09 м., Що ми -1 протягом період з 2003 по 2009 рік 8, 9 .

a ) розташування льодовика Наймонанні на південно-західному плато Тибету (червоний прямокутник) на березі річок Брахмапутра та Інд; b ) топографічна карта з розташуванням вимірювальних відкладень у 2013 році на льодовику Наймональний (рожеві крапки), ділянці AWS (червоні трикутники) та розташуванні станції Буранг (червона зірка); c ) розподіл висоти (сіра колонка) та сукупний відсоток площі (лінії) льодовика Наймональний. Сіре затінення ( a ) позначає територію з висотою над 2500 м. Карти ( a, b ) були створені за допомогою ArcGIS v9.3 (www.esri.com).

Повнорозмірне зображення

Результати і обговорення

Спостерігав і моделював масові втрати льодовика Наймональний

Хоча вимірювання стовпчиків показують значні просторові відмінності навіть на однакових висотах через топографічний ефект (наприклад, аспект, затінення, замет снігу), такі дані корисні для отримання середньої втрати ваги як функції висоти за останнє десятиліття (рис. 2) . Річний градієнт балансу маси від 5800 до 6100 м над рівнем моря коливався

0,38 м Ми (100 м) -1. З точкових вимірювань та градієнтів масового балансу підраховується, що ELA була вище висоти найвищої фракції вимірювання (тобто 6100 м над рівнем моря) протягом шести з дев'яти років. Дві найнижчі ELA були оцінені в

6060 м над рівнем моря за балансові роки 2009/10 та 2012/13. Втрата ваги при 6000 м нм коливалася від мінімум 0,13 м мою (2012/13) до максимум 1,33 м мою (2013/14), із середньою втратою ваги

0, 73 м ми і -1 за весь період.

Зверніть увагу, що період з 2004 по 2006 рік охоплює два роки балансу маси.

Повнорозмірне зображення

a ) Коливання ELA на льодовику Наймональний за останні чотири десятиліття, з десятковими середніми значеннями з 1974 р. (Червоні лінії); b ) Часові зміни масового балансу, усереднені по площі, включаючи порівняння з геодезичними результатами 14, 15 (сині лінії); ( c, d ) Сукупний баланс маси для висот 6060 м н. В. І 6220 м. Н. В

Повнорозмірне зображення

Втрата ваги понад 6000 м над рівнем моря

Реконструкція ELA може бути використана для визначення того, коли почалася втрата поверхневої маси понад 6000 м над рівнем моря, і звідки можна отримати послідовні палеокліматичні записи високої якості. Середній рівень ELA залишається на рівні

5935 ± 76 м над рівнем моря, в 1983/84-1992/93 він піднімається до

6080 ± 74 м над рівнем моря і в 1993р

6184 ± 74 м н.р.м./94–2002/03 і, нарешті, досягає

6212 ± 77 м над рівнем моря у 2003/04–2013/14 (рис. 3а). Десятковий приріст ELA за останні чотири десятиліття становив приблизно 280 м. Максимальний рівень ELA був у 2006/07

6365 м над рівнем моря і мінімальний був

5668 м над рівнем моря у 1974/75 рр.

Для подальшої ілюстрації тимчасових змін втрати ваги на поверхні при висоті понад 6000 м н.р.м., накопичення маси накопичення було сформовано з двох різних висот (6060 та 6220 м н.р.м.) (рис. 3c, d). На висоті, ближчій до місця буріння крижаного керна в 2006 р. 11, у період з 1973/74 р. До кінця 1980-х рр. Було лише невелике скупчення маси (рис. 3в). Однак тоді існував постійний негативний баланс ваги, що призводило до загальної втрати ваги

4, 7 м ми до 2013/14. Характерні риси виражаються меншим показником приросту маси протягом 1973/74-1988/89 років, але тенденцією до зростання втрати ваги після цього періоду. Для порівняння, ELA зазвичай збільшується з

5969 ± 73 м над рівнем моря на 6193 ± 75 м над рівнем моря з різким збільшенням втрат маси по всьому льодовику з -0,06 ± 0,15 до -0,62 ± 0,19 м Вт. Точка зламу відповідає раптовому збільшенню. Зміни клімату, зафіксовані на станції Буранг (30 ° 17 ′ північної широти, 81 ° 15 ′ сх.д., 3900 м. Н. В., 1973-2014), включаючи різке підвищення температури та значне зменшення опадів наприкінці 1980-х (додатковий малюнок S3). Позитивні накопичення в 6220 мл.с з 1973/74 по 2013/14 (рис. 3d), ймовірно, вказують на те, що нижня межа, при якій крижані ядра можуть забезпечити послідовні високоякісні палеокліматичні записи в районі Наймонального. Як і в цій області, кілька крижаних стрижнів, пробурених на південному та центральному Тибетському плато 22, не виявили чистих скупчень навіть на 5800 м над рівнем моря. Це говорить про те, що область накопичення стає зоною абляції з різким підвищенням ELA 22. Однак через нечисленні льодовиково-метеорологічні спостереження in situ важко точно визначити ідеальні висоти для буріння свердловин в цих районах. Тому слід проводити більше гляціологічних досліджень, щоб визначити втрати маси на надзвичайно великих висотах.

Через відсутність довготермінових метеорологічних даних до 1973 р. На станції Буранг та прилеглих регіонах, дані про температуру та кількість опадів з CRU TS 3, 22 набору даних, що охоплюють станцію Буранг (додаткові), використовувались для оцінки кліматичного фону до 1973 р. Фіг. S4). Як і слід було очікувати, Наймонанський регіон перебував у відносно теплих і сухих умовах між 1940-х і 1960-х роками порівняно з 1970-х і 1980-х роками. Виходячи з коливань температури та опадів, можна припустити, що середній показник ELA у 1940–1960 рр. Може бути вищим за середнє значення між 1973/74 та 1982/83 рр.

5935 ± 76 м над рівнем моря, але має бути набагато нижчим за

6212 ± 77 м над рівнем моря за останнє десятиліття. Таким чином, можливо, що, принаймні, із сорокових років минулого століття, льодовик Наймональний втратив понад 6000 м над рівнем моря. У цьому контексті радіонукліди, випробувані атмосферними термоядерними бомбами в 1950-х і 1960-х роках, спочатку не містилися в крижаному тілі на висоті 6025-6200 м над рівнем моря. Однак цей висновок не дає остаточного висновку, оскільки відсутність радіонуклідів може бути пов'язана з недостатнім накопиченням у 1950-х та 1960-х або втратою льоду, що містить ці частинки.

резюме

У цьому дослідженні наші вимірювання на місці показують, що навіть на 6000 м над рівнем моря середня втрата ваги льодовика Наймонаний досягала до

0, 73 м, що ми -1. За допомогою відкаліброваної моделі балансу маси були відтворені та проаналізовані варіації втрати ваги та ЕЛА за останні чотири десятиліття. Ми виявили, що середньорічна втрата ваги льодовика Наймонаний зросла з

0, 01 ± 0, 15 м мою (1973/74–1982/83) н

0,69 ± 0,21 м мою (2003/04–2013/14). Ми також спостерігали прискорення тенденцій масових втрат та збільшення рівня ELA на початку кінця 1980-х, що пов'язано зі зміною регіональних кліматичних умов. ELA збільшився приблизно на 280 м за останні чотири десятиліття і досяг середньої висоти за останнє десятиліття

6212 ± 77 м. Відповідно до регіональних кліматичних умов, чисті втрати маси на льодовику Наймональний вище 6000 м над рівнем моря, ймовірно, трапляються ще в 1940-х роках.

Наше дослідження також уточнює можливу мінімальну висоту, на якій можна бурити майбутні крижані ядра, щоб отримати послідовні високоякісні палеокліматичні записи на північно-західних Гімалаях. Відповідно до нещодавнього звіту про масові втрати на великій висоті південного та центрального Тибетського плато, отриманого з даних крижаного ядра 22, існує нагальна потреба відновити більше крижаних ядер з Тибетського плато та прилеглої області; ця територія є ключовим регіоном для кліматичних досліджень, і ці дані повинні бути зібрані до зникнення крижаних записів, що зберігаються в ній.

Матеріали і методи

заява

Вимірювання маси льодовика проводили за допомогою льоціологічного методу на північній гілці льодовика Наймональний на початку 2004 р. (Рис. 1б). Кількість моніторингових відкладень на всій поверхні льодовика поступово зросла з чотирьох у 2004 році до 31 у 2013 році. Кількості окремих відкладень та вимірювання снігових ям реєструвались вручну на початку жовтня кожного року, щоб отримати річний баланс маси. Через проблеми з матеріально-технічним забезпеченням у 2005 році не проводилось жодних польових робіт, а депозити відсутні у 2004 році, коли в жовтні 2007 року були переглянуті об’єкти. Річний сукупний залишок за дев’ять років господарювання, включаючи середнє значення протягом року очищення 2004-2006, є льодовики, доступні протягом останнього десятиліття (рис. 2). Температуру та опади, які використовувались для встановлення моделі балансу маси, реєстрували на найближчій метеорологічній станції (станція Буранг), розташованій приблизно в 20 км від льодовика Наймональний (рис. 1).

Модель балансу маси

У цьому дослідженні була використана проста модель температурного балансу з температурним індексом. Баланс маси B (i, t) в i. Різні висоти (z i: інтервал 40 м) у день t розраховували за допомогою моделі індексу плавлення 27 з індексом плавлення та моделі накопичення:

Де M (i, t) - добова температура плавлення (мм we), а A (i, t) - добове накопичення (mm we) на i-й висоті; Сніг/лід DDF - це фактор танення снігу або льоду; T (i, t) і P (i, t) - середньодобові температури повітря та добові опади, які екстраполюються з метеостанції Буранг (T cs і P cs) із використанням змінної річної швидкості зниження температури (γ t)) і постійний градієнт опадів (yp); z cs і z i - висота над станцією Буранг та різні смуги висот, а T M/Tp - порогові температури нижче або вище рівня, при якому танення або суцільний снігопад падає рівним нулю. Середній баланс маси площі (B n) обчислюється на основі ваги площі в кожному висотному посудині. На основі топографічної карти, складеної в 1976 р., Та двох супутникових знімків Landsat, зроблених у 1999 та 2007 рр., Зміна часу льодовика в моделі розглядалася шляхом лінійної інтерполяції площі 28 .

У моделі балансу маси річний γ t розраховували, використовуючи дані проміжної температури реаналізу ERA (червень - вересень 1979 - 2014 рр.) Із 3 × 3 сіток навколо льодовика Наймональний 29. Передбачається, що yt для періоду з 1974 по 1978 рр. Є таким же, як і значення у 1979 р. Тепловий зсув було виправлено порівнянням із температурними рекордами на AWS1 на 5500 м над рівнем моря (додатковий малюнок S5). У моделі було вперше відкалібровано та оцінено п'ять параметрів, щоб визначити введення похибок 30, 31, 32 (Додаткова таблиця S1). Для оцінки невизначеностей моделі 33, 34 було проведено моделювання Монте-Карло, що складається з 1500 реалізацій. У цьому експерименті група із 100 із 1500 комбінацій параметрів забезпечила середньоквадратичне значення менше 0,50 м між змодельованим та виміряним балансом маси на поверхні льодовика Наймонаний у період між 2004 та 2014 роками (додатковий малюнок S1 та малюнок 2). Для цього дослідження було обрано симуляції з цими 100 комбінаціями параметрів. 100 результатів індивідуального моделювання представляють можливі діапазони невизначеності, а середнє значення було прийнято як прийняте значення для льодовика Наймонаний.

Детальніше

Як цитувати цю статтю: Zhao, H. et al. Різке зниження ваги в крайніх альпійських регіонах Західного Гімалайського льодовика: спостереження та моделювання. Наук. Респ. 6, 30706; doi: 10, 1038/srep30706 (2016).

Додаткова інформація

Документи Word

Додаткова інформація

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватись наших Умов надання послуг та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте щось образливим або не відповідаєте нашим умовам чи інструкціям, позначте це як невідповідне.