在經(jīng)歷了又一個炎熱夏季后，2023年4月下旬，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學國家重點實驗室副主任、新疆天山冰川國家野外科學觀測研究站（以下簡稱“天山站”）站長王飛騰和導師李忠勤，帶領(lǐng)科考隊再次登上新疆烏魯木齊河源1號冰川（以下簡稱“天山1號冰川”），為它做全面的“體檢”。

天山1號冰川末端海拔3850米。本文圖片均由澎湃新聞記者 胥輝 薛莎莎 朱軒 攝

“20年退縮了近100米。”站在天山1號冰川末端裸露的巖石灘上，王飛騰頗有感慨。這讓他想起10年前第一次來到這里的場景，彼時身邊大片巖石灘“還都是冰面”。

全球變暖趨勢下冰川加速消融退縮，已成為目前無法改變的事實。國內(nèi)外學者們對全球40多條參照冰川進行了數(shù)十年不斷監(jiān)測研究，試圖尋找到一個行之有效的方法來減緩冰川的消融速度。

但狀況不容樂觀。研究表明，近30年以來，40條參照冰川中有36條在觀測時段內(nèi)普遍退縮，全球冰川在2000年之后出現(xiàn)了加速消融的變化趨勢。

天山1號冰川作為全球唯一一條位于中國境內(nèi)的參照冰川，國內(nèi)研究者對它進行了長達60年的持續(xù)觀測，最終得到了一個令人擔憂的預測：如果沒有得到有效保護，天山1號冰川或許會在50年后消失。

“如果保護得好，它可以延長40年壽命。”李忠勤告訴澎湃新聞（www.6773257.com），即便如此，天山1號冰川和全球更多冰川仍會在未來離我們而去。

由于長期的消融，天山1號冰川在1993年分割為東支和西支。

冰川的物質(zhì)平衡

每年的春季和秋季，科考隊要對天山1號冰川各進行1次常規(guī)觀測。

從新疆烏魯木齊市區(qū)駕車出發(fā)，途經(jīng)烏魯木齊縣和曾經(jīng)的后峽工業(yè)區(qū)，約2個小時就來到了天山站。往常，天山站只有幾位常駐工作人員，4月底這幾天，站里“熱鬧”了起來。

科考隊員們陸續(xù)趕來站上。李忠勤在天山站工作了近三十年，今年已經(jīng)61歲的李忠勤，每逢春季、夏季和秋季的野外觀測，他都會提前來站上，和王飛騰一起帶隊上天山。

天山山脈是亞洲內(nèi)陸中部的著名山系，世界干旱區(qū)域的多雨山地之一，發(fā)育了現(xiàn)代冰川7900多條，面積達1萬平方千米。天山1號冰川是其中一條，冰川末端海拔有3850米，最高海拔4484米，距離烏魯木齊市約130公里，是世界上離大城市最近的冰川。

4月27日，陽光明媚。早飯過后，科考隊員們排隊領(lǐng)一份干糧。一張馕、一包牛肉干、兩根腸，就是上山的午飯。

天山1號冰川

沿著蜿蜒的山路，從天山站到1號冰川，還有2個多小時路程。往天山1號冰川去，上山的部分路段只能徒步，設(shè)備靠人背肩扛，穿過荒蕪的亂石山，再踏上沒過膝蓋的積雪，才能抵達。

這是一次常規(guī)的、系統(tǒng)性野外觀測活動，由中科院天山冰川站、新疆自然資源廳測繪科學研究院、新疆氣候中心、石河子大學、西北師范大學以及上海交通大學等多個單位聯(lián)合開展，各組成單位分別完成不同的科考任務(wù)。

按照科考計劃，科考隊要采取花桿和RTK（Real Time Kinematic：全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量）等方式進行冰川物質(zhì)平衡觀測及雪樣的化學成份等。

他們要把五六米長的花桿打進冰川，等今年8月再來測量花桿的高度，獲得的數(shù)據(jù)以和不同時期冰川物質(zhì)平衡結(jié)果進行對比，了解冰川的消融變化狀況。

冰川物質(zhì)平衡即冰川的積累與消融，反映著冰川物質(zhì)收入和支出的關(guān)系，是冰川的生命線。如果累積冰川物質(zhì)平衡為負的狀態(tài)，那就代表著冰川在持續(xù)退縮。

用蒸汽鉆在厚厚的冰川上鉆孔，再把多根細長的傳統(tǒng)花桿插入孔內(nèi)。

“一二三，起！一二三，起！” 在海拔3900米處，科考隊員周平、林茂偉和陳浩“打花桿”的任務(wù)進行得似乎不太順利。前一天已經(jīng)調(diào)試好的蒸汽鉆，在冰川上的低溫環(huán)境下，效果并不理想。

天山1號冰川從1962年至2018年的對比。天山站提供

“水一直燒不熱。”林茂偉有些發(fā)愁，該如何打出六米深的孔來？嘗試多次后，終于鉆出五六米深的孔來，周平、林茂偉和陳浩趕緊往孔里打花桿。三個人握著一根花桿使勁嘗試著把花桿打得深一點、再深一點。然而剛打進五米深，花桿就再也打不進去了。

與此同時，尋找去年打進冰川的花桿這一任務(wù)也難以進行。王飛騰介紹，今年冬季氣溫反常，積累的新雪較厚，往年4月山上零下10℃，而今年氣溫更低一些，去年打下的花桿被雪掩蓋，也很難找到。

和以往安裝的傳統(tǒng)花桿不同，這次春季冰川野外觀測，科考隊還帶來了一項新技術(shù)成果——智能花桿。徐春海和其他幾位隊員的任務(wù)就是安裝智能花桿。

在海拔3900米左右，他們把今年冬季積累的新雪鏟掉，挖出一塊安裝智能花桿的區(qū)域，再用蒸汽鉆在冰川上鉆孔，而這個孔正是用來放置智能花桿的探頭的。

“這是中國第一臺智能花桿。”李忠勤介紹，這臺機器架起來后，就可以定期直接獲取數(shù)據(jù)。它的“智能”體現(xiàn)在兩個方面，一是節(jié)省了人力，二是這臺機器可以把測試時間設(shè)定為幾分鐘、幾十分鐘，來觀測冰川的積累和消融，“這對模型研究、模擬預測冰川的變化，以及對冰川和水資源、水循環(huán)都有重要意義。”

當晚回到站上，科考隊緊急開會，商討對策。最終決定，等到天氣轉(zhuǎn)暖時，再上山測量去年的花桿，打進新花桿。

科考隊登上天山1號冰川進行觀測

持續(xù)60多年觀測

向天山而行途中，有一條潺潺溪流。

這水便是從天山1號冰川而來，流向有四百多萬常住人口的烏魯木齊市。夏季，冰川融化，水面變寬，冰川融水成為烏魯木齊市重要城市補給。

在全球范圍內(nèi)，世界冰川監(jiān)測服務(wù)處（WGMS）選定的參照冰川只有40多條，分布在亞洲、歐南美、北美等19個地區(qū)，用以代表全球山地冰川。

天山1號冰川即是其中之一，也是全球唯一一條位于中國境內(nèi)的參照冰川。

“WGMS提出的參照冰川的標準極為嚴格。” 中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院工程師牟建新介紹，其中一條標準就是要求物質(zhì)平衡觀測序列長度超過了 30 年，且具有持續(xù)（近2年）的基于冰川學方法的物質(zhì)平衡觀測；觀測缺失年份不超過10% ，重新建立的觀測必須超過數(shù)據(jù)缺失序列長度的50% 。

天山1號冰川正好滿足WGMS的這些嚴格標準。

我國對于天山1號冰川的觀測始于1959年，已持續(xù)60多年。1958年，著名地理學家、“中國現(xiàn)代冰川學之父”施雅風組建了中國科學院高山冰雪利用研究隊，共120多人，分成6個考察隊，以查明祁連山冰川數(shù)量為目標，歷時4個多月，步行2500千米，登山涉水、冒險攀登，考察了60多條冰川，連同部分山區(qū)航空相片判讀，粗略登記了941條冰川。

不同的是，當時研究目的是如何有效利用高山區(qū)冰雪資源。王飛騰介紹，通過對這些冰川的考察觀測，施雅風看到了冰川的重要作用，并以此為基礎(chǔ)，建立了中科院蘭州冰川凍土研究所。

因為天山1號冰川的可及性，施雅風在1959年倡議并組織建立天山站。它的建立，標志著中國冰川學研究從無到有，從野外考察走向定位觀測試驗。1號冰川也成為我國監(jiān)測時間最長、資料最為系統(tǒng)的冰川。

王飛騰和學生

每說到這，李忠勤都倍感驕傲。面對鏡頭，他對天山1號冰川觀測取得的榮譽如數(shù)家珍，比如，1981年，天山站進入世界冰川監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（WGMS），成為全球重點觀測的十條冰川之一，1988年成為中國科學院首批對外開放臺站，2000年成為首批國家重點野外試點站，2006年成為國家重點站。

除了對天山1號冰川持續(xù)觀測，天山站還承擔著冰川學人才培養(yǎng)的任務(wù)。

在施雅風之后，我國又出現(xiàn)謝自楚、秦大河院士及姚檀棟院士等著名冰川學者。

但國內(nèi)冰川學的研究者還是很稀缺。每年的春季和秋季觀測，多個高校的學生來到天山，實地考察學習。對于冰川這一學科，還沒入學的席蕓蕓似乎了解不多。在登上冰川、實地科考后，她仍然迷茫自己是否會選擇這一方向。

李忠勤做老師的這些年，帶出的學生有100多名，但真正從事冰川及相關(guān)工作的也就30多個。

“從事這個職業(yè)的人，比考古學還要稀罕，很多學生考研考博后，不知道這個專業(yè)……現(xiàn)在加上學生，全國搞冰川研究的，也就不超過50個人。”王飛騰說。

一方面是“苦寒”的冰川學，一方面又身處西部地區(qū)，如何留住人才？李忠勤說，想了一些辦法，“用感情留人，用事業(yè)留人，包括王飛騰，老家在山東，也是留下來了。”

科考隊維修氣象站

不斷后退的冰川末端

數(shù)十年持續(xù)對天山1號冰川的觀測，為世界積累了寶貴的研究數(shù)據(jù)。

4月28日傍晚，在天山站的院子里，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院工程師牟建新帶著幾名學生，正在研究明天科考要用到的設(shè)備RTK。

我國目前擁有冰川48571條，總面積約51840.1 km2，冰儲量約有4494 km3。自20世紀90年代以來，受全球氣候變暖影響，中國冰川呈現(xiàn)全面、加速退縮趨勢。

天山1號冰川作為世界上離大城市最近的冰川，是天然的“試驗場”。“通過這樣的試驗，將來推廣到更多的冰川上去，做更多的工作。”李忠勤說。

RTK測量技術(shù)，是全球衛(wèi)星導航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實時動態(tài)差分定位技術(shù)，能實時提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果。

在這次科考中，牟建新要帶著他們完成冰川末端變化的監(jiān)測任務(wù)。除了完成科考任務(wù)，他的另一任務(wù)是教學生們使用RTK監(jiān)測冰川末端變化。

把RTK搬到天山1號冰川東支和西支之間一塊較高的巖石坡上，三“腳”放平保持穩(wěn)定，連接電池，牟建新一邊緩慢轉(zhuǎn)動RTK上方的螺絲，一邊調(diào)試參數(shù)。

巖石坡本身不平穩(wěn)，加上呼呼的大風，調(diào)試結(jié)果一直不理想。

安裝花桿時，鉆孔遇阻。

“別動別動，這邊對著呢，再別動了。”近半個小時后，RTK終于調(diào)試好了，牟建新趕緊讓學生們來看一看結(jié)果。

設(shè)備調(diào)試好后，下一步就是在冰川末端尋找標記物，記錄下標記物到冰川末端的距離。

“上次找的石頭是2018年，甚至還有2014年的，（由于冰川消融）現(xiàn)在距離太遠了，本來拉尺子（測量）就有誤差，如果太遠了，加上方向有偏差，誤差就更大了。”帶著學生們踏過巖石灘，牟建新找了一塊大石頭，測量結(jié)果顯示，這塊石頭距離冰川末端有16.45米。

他在石頭上標記上方向和年份。到今年夏季的8月份，科考人員會按照相同方向再測量一次，兩次距離相減，得出的數(shù)值就是冰川末端的消融量。

“10年前布的點，（現(xiàn)在距離）已經(jīng)有八九十米了，消融得很多。”牟建新稱，今年要多標記幾塊石頭。

基于近年來的多個研究顯示，過去50年，烏魯木齊河流域冰川面積縮小了19%。而天山1號冰川近30年來呈現(xiàn)加速退縮趨勢，2012年至2018年期間，天山1號冰川面積減少0. 07平方公里，末端變化退縮幅度更為顯著。

國內(nèi)第一臺智能花桿

這一趨勢與全球參照冰川基本一致。分析數(shù)據(jù)顯示，1980年至2000年全球參照冰川物質(zhì)均處在虧損狀態(tài)，年代際物質(zhì)平衡變化較小，冰川消融速率也較小，但在2000年以后冰川消融量不斷增大，消融速率明顯上升。40條參照冰川中的36條在觀測時段內(nèi)處于累積物質(zhì)平衡為負的狀態(tài)，普遍在退縮，尤其在中緯度比較強烈。

一項研究表明，20世紀以來，隨著全球性升溫和降水變化，世界上大多數(shù)山岳冰川都處于不同程度的退縮狀態(tài)，而且這一退縮在最近二三十年來又出現(xiàn)了強烈的加速趨勢。

李忠勤曾在論文中提到了他的擔憂：我國這些高海拔山地冰川，目前的規(guī)模仍然未能與當前氣候狀況達到平衡，即便氣候條件不再發(fā)生變化，還將持續(xù)退縮，到21世紀末，冰川條數(shù)會減少70％以上。

科考隊員們抬土工織布上冰川

加速消融的現(xiàn)狀

減緩消融速度以拯救冰川已到了刻不容緩的地步。

堅持觀測天山1號冰川的20多年里，李忠勤曾肉眼目睹到冰川的消融，尤其在冰川末端，一直在退縮。

2004年，王飛騰考入中科院，成為李忠勤的碩士研究生。那年暑假，李忠勤就帶著王飛騰來到天山1號冰川。

從老家山東來的王飛騰到達烏魯木齊后，再從市區(qū)來到天山1號冰川腳下，他才真切地感受到山高谷深、一天四季。如今，從事冰川研究19年的他，也目睹了1號冰川的變化。

“這個水就是冰川融水，等到夏天時這個融水就會變大，不光是這個地方，下面也會流，所以說冰川真是無時無刻不在消融。當時，從這個地方就可以上冰川了。”王飛騰指向不遠處的流水，又指了指腳下的巖石灘稱，這19年，1號冰川每年都在后退。

他感到心痛，“就像一個病人得了癌癥，（我們）想了很多辦法，但只能延緩（冰川消融）。”

更直觀的是數(shù)據(jù)。

在冰川上覆蓋提高土工織布

1962年，天山1號冰川面積是1.95km2；2009年是1.65 km2，47年間共減小了0.3 km2（15.4%）。從減小速率上看1986-2009年為0.0086 km2/a，比 1962-2009年的0.0062 km2/a高出38.7%。厚度測量結(jié)果表明，1號冰川平均厚度在1981年為55.1 m，2001年為51.5 m，到2006年減小到48.4m。

歷史數(shù)據(jù)顯示，上世紀60年代到80年代中期，1號冰川的物質(zhì)平衡量有正有負，變化相對平穩(wěn)。直到1993年，1號冰川消融得分割成東、西兩支。90年代中期后，消融速度更加明顯。

1996年至1997年間，1號冰川加速消融，物質(zhì)平衡出現(xiàn)更大負值。而現(xiàn)在以每年5-7m的速度退縮。

放眼全國，過去50年，全國冰川平均退縮了18%；過去五六年，國內(nèi)的冰川已經(jīng)消失了8310條。

“這個數(shù)據(jù)是非常非常震撼的，包括烏魯木齊河流域，也有10條冰川已經(jīng)消失了。”王飛騰稱，全世界有20億人受冰川變化的影響，最大的影響是水資源短缺，其次，冰川的變化也將導致局地的氣候環(huán)境變化。

該如何保護冰川？這個問題一直困擾著王飛騰。

2020年，他開始探索冰川保護方法，開啟“給冰川蓋被子”試驗。實踐證明，方法是有效的。僅過去兩個月，冰川就減緩消融了一米多。

為了保護冰川，中國的科學家們也嘗試在冰川上進行人工降雪試驗。

王飛騰

然而，我國有四萬八千多條冰川，該如何保護這更多數(shù)的、人類不可及的冰川？

“現(xiàn)在我確實想不到更好的辦法。”王飛騰有些沮喪地說，“現(xiàn)在是無法阻擋（消融），只能減緩，而且還是局部、有限地減緩，就是沒辦法，不，是有辦法，就是控制氣溫升高，全世界政府聯(lián)合起來，把溫度上升的幅度抑制住。”

權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球平均溫度較工業(yè)化前水平（1850~1900年平均值）高出1.2℃，2011~2020年是有完整氣象觀測記錄以來最暖的十年；全球海洋熱含量和平均海平面高度均再創(chuàng)新高；全球氣候風險不斷加劇。

“冰川消融，這是全球性問題。”李忠勤坦言，抑制氣候變暖，是對冰川最好的保護；其次要注重冰川周圍的生態(tài)環(huán)境保護，減少冰川表面的沉積物。

為應(yīng)對氣候變化，2015年12月12日，197個國家在巴黎召開的締約方會議第二十一屆會議上通過了《巴黎協(xié)定》，旨在大幅減少全球溫室氣體排放，將本世紀全球氣溫升幅限制在2℃以內(nèi)，同時尋求將氣溫升幅進一步限制在1.5℃以內(nèi)的措施。

2016年，我國簽署了《巴黎協(xié)定》。2020年9月，我國提出將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的“雙碳目標”。

“如果不對天山1號冰川進行有效保護，它或許會在50年后消失。”李忠勤告訴記者，如果保護得好，它可以延長40年的壽命。即便如此，天山1號冰川和全球更多冰川仍會在未來離我們而去。