dramatică

  • obiecte
  • abstract
  • introducere
  • rezultate si discutii
  • Observarea și modelarea pierderilor de masă ale ghețarului Naimona'nyi
  • Pierderea în greutate peste 6.000 m deasupra nivelului mării
  • rezumat
  • Materiale și metode
  • afirmație
  • Model de echilibru de masă
  • Mai multe detalii
  • Informatii suplimentare
  • Documente Word
  • Informatii suplimentare
  • Comentarii

obiecte

abstract

Schimbările climatice rapide la altitudini mari au accelerat retragerea ghețarilor din Himalaya și Platoul Tibetan. Cu toate acestea, din cauza lipsei măsurătorilor glaciologice pe termen lung, există încă incertitudini cu privire la momentul în care a început pierderea în greutate și cât de mare este pierderea în greutate la altitudini atât de mari. Pe baza observațiilor glaciologice in situ din ultimii 9 ani și a unui model de echilibrare a masei cu un indice de temperatură, acest studiu examinează pierderea în greutate recentă a ghețarului Naimona'nyi din Himalaya de Vest și reconstituie 41 de ani (1973/74-2013/14 ). ) altitudinea liniei de echilibru (ELA) și pierderea de masă pe întregul ghețar. Rezultatul indică faptul că, chiar și la 6000 m deasupra nivelului mării (slm), pierderea anuală în greutate va ajunge

0, 73 m echivalent apă (noi) în ultimii 9 ani. În conformitate cu schimbarea bruscă a climatului de la sfârșitul anilor 1980, ELA a crescut dramatic de la

5969 ± 73 m deasupra nivelului mării în perioada 1973/74–1988/89 la

6193 ± 75 m deasupra nivelului mării în perioada 1989/90-2013/14, indicând faptul că viitoarele miezuri de gheață, care conțin înregistrări climatice continue, pot fi restaurate doar la 6200 m deasupra nivelului mării în zona Naimona'nyi. Bilanțul de masă mediu al întregului ghețar în ultimii 41 de ani este în medie de aproximativ -0,40 ± 0,17 m we, ceea ce înseamnă o creștere semnificativă a mediei zecimale de la -0,01 ± 0,15 la -0,69 ± 0,11 m we

Pierderea în masă a ghețarilor din Himalaya este o preocupare socială majoră datorită impactului potențial asupra alimentării cu apă în Asia 1, 2. Odată cu încălzirea rapidă recentă a climatului 3, 4, majoritatea ghețarilor din Himalaya au fost afectați negativ de echilibrul material și au arătat pierderi de masă accelerate și zone în scădere de 5, 6, 7, 8, 9, 10 în ultimele decenii. .

Dintre toți ghețarii din Himalaya în scădere, cea mai mare altitudine în care s-a pierdut masa netă a fost în vestul Himalaya. Lipsa orizonturilor de bombă radiogenă în miezurile de gheață ale ghețarului Naimona'nyi (30 ° 27 ′ latitudine nordică, 81 ° 92 ′ E, 6050 m slm) nu indică nicio acumulare de greutate netă la fața locului din cel puțin anii 1950 în Himalaya de Vest 11, studii geodezice, inclusiv măsurători ICESat și GPS diferențiale, au confirmat slăbirea recentă a gheții peste 6000 m deasupra nivelului mării pe ghețarul Naimona'nyi 12, 13, 14, 15. Aceste date indică faptul că ELA medie multianuală ar putea crește probabil peste 6000 m deasupra nivelului mării în unele perioade din ultimele decenii. În schimb, valorile ELA măsurate și înălțimea liniilor trase în Himalaya înconjurătoare nu au depășit acest record condus de ghețarul Naimona'nyi 16, 17, 18. ELA-urile anormale de peste 6000 m deasupra nivelului mării nu au fost niciodată raportate în Glacier Mass Balance Journal întocmit de World Glacier Monitoring Service 19. Pierderea masei de suprafață în zonele montane extrem de înalte ale ghețarului din vestul Himalaya sugerează schimbări rapide ale condițiilor hidrotermale din troposferă.

Cu toate acestea, lipsa măsurătorilor glaciologice pe termen lung ne limitează înțelegerea când a început pierderea de masă la suprafață peste 6000 m deasupra nivelului mării și echilibrul total de masă pe ghețarul Naimona'nyi în ultimele decenii. În plus, ne împiedică, de asemenea, să identificăm altitudinea minimă peste care pot fi obținute înregistrări paleoclimatice succesive de înaltă calitate pentru această regiune critică, care este influențată de musonul de vară din Asia de Sud și Westerlies 11, 20. Într-un efort de a umple aceste lacune, în ultimul deceniu a fost efectuată o campanie de măsurare glaciologică în ghețarul Naimona'nyi de către Academia de Științe din China, Institutul de Cercetare al Platoului Tibetan. Pe baza acestor măsurători in situ și a unui model de indice de masă cu un indice de temperatură, examinăm amploarea și schimbările de timp ale pierderilor de masă a suprafeței ghețarului Naimona'nyi în ultimele patru decenii (1973/74-2013/14), în efortul de a îmbunătăți cunoștințele noastre despre condițiile ghețarilor la mare altitudine din vestul Himalaya.

Ghețarul Naimona'nyi este situat în vestul Himalaya pe platoul tibetan sud-vestic (Fig. 1a). Acest ghețar este unul dintre cei mai mari ghețari din jurul vârfului Naimona'nyi (7694 m deasupra nivelului mării) și are o suprafață totală de 14,4 km 2, cu două ramuri care curg spre nord și sud-est (Figura 1b). Peste 90% din suprafață se află sub 6200 m deasupra nivelului mării, cu jumătate din zonă concentrată în zona de altitudine cuprinsă între 6000 și 6200 m deasupra nivelului mării (Fig. 1c), inclusiv o pantă superficială cu o suprafață de gheață unde miezurile de gheață au fost forate la 6050 m deasupra nivelului mării în 2006 11, 20. Grosimea maximă a acestui câmp de gheață depășește 250 m 12. Zona ghețară regională din zona Naimona'nyi a scăzut cu aproximativ 8% între 1976 și 2003 21 și se estimează că rata pierderii de masă regională a variat de la -0,37 ± 0,25 la -0,43 ± 0,09. M, pe care am -1 perioada 2003-2009 8, 9 .

A ) amplasarea ghețarului Naimona'nyi pe platoul sud-vestic al tibetanului (dreptunghi roșu) în capul râurilor Brahmaputra și Indus; b ) o hartă topografică cu localizarea depozitelor de măsurare în 2013 pe ghețarul Naimona'nyi (puncte roz), site-ul AWS (triunghiuri roșii) și locația stației Burang (stea roșie); c ) distribuția altitudinii (coloana gri) și procentul cumulativ al zonei (liniei) ghețarului Naimona'nyi. Umbră gri în ( A ) indică o zonă cu o altitudine peste 2500 m. Hărți ( A, b ) au fost create folosind ArcGIS v9.3 (www.esri.com).

Imagine la dimensiune completă

rezultate si discutii

Observarea și modelarea pierderilor de masă ale ghețarului Naimona'nyi

Deși măsurătorile pe coloane arată diferențe spațiale semnificative chiar și la aceleași altitudini datorate efectului topografic (de exemplu, aspect, umbrire, deriva zăpezii), astfel de date sunt utile pentru obținerea pierderii medii în greutate în funcție de înălțime în ultimul deceniu (Fig. 2) . Gradientul anual al echilibrului de masă între 5800 și 6100 m deasupra nivelului mării a variat de la

0,38 m Noi (100 m) -1. Din măsurătorile punctuale și gradienții de echilibrare a masei, se calculează că ELA a fost peste înălțimea celei mai mari fracțiuni de măsurare (adică 6100 m deasupra nivelului mării) în timpul șase din cei nouă ani. Cele mai mici două ELA-uri au fost estimate la

6060 m deasupra nivelului mării pentru anii de sold 2009/10 și 2012/13. Pierderea în greutate la 6000 m nm a variat de la un minim de 0, 23 m my (2012/13) la un maxim de 1,33 m my (2013/14), cu o pierdere medie în greutate

0, 73 m noi și -1 pentru întreaga perioadă.

Vă rugăm să rețineți că perioada 2004-2006 acoperă doi ani din soldul de masă.

Imagine la dimensiune completă

A ) Fluctuațiile ELA pe ghețarul Naimona'nyi în ultimele patru decenii, cu medii zecimale din 1974 (linii roșii); b ) Modificările de timp ale bilanțului de masă mediat pe zonă, inclusiv comparația cu rezultatele geodezice 14, 15 (linii albastre); ( c, d ) Bilanțul de masă cumulativ pentru cotele de 6060 m slm și 6220 m slm

Imagine la dimensiune completă

Pierderea în greutate peste 6.000 m deasupra nivelului mării

Reconstrucția ELA poate fi utilizată pentru a determina când a început pierderea masei de suprafață peste 6000 m deasupra nivelului mării și de unde este posibil să se obțină înregistrări paleoclimatice succesive de înaltă calitate. Media ELA rămâne la

5935 ± 76 m deasupra nivelului mării, în 1983/84-1992/93 se ridică la

6080 ± 74 m deasupra nivelului mării și în 1993

6184 ± 74 m slm/94–2002/03 și ajunge în cele din urmă

6212 ± 77 m deasupra nivelului mării în 2003/04–2013/14. (Fig. 3a). Creșterea zecimală a ELA în ultimele patru decenii a fost de aproximativ 280 m. ELA maxim a fost în 2006/07

6365 m deasupra nivelului mării și minimul a fost

5668 m deasupra nivelului mării în 1974/75.

Pentru a ilustra în continuare modificările temporale ale pierderii în greutate la suprafață la peste 6000 m slm, soldurile de masă de acumulare au fost generate de la două altitudini diferite (6060 și 6220 m slm) (Fig. 3c, d). La o altitudine mai apropiată de locul forării miezului de gheață în 2006 11, a existat doar o mică acumulare de masă în perioada 1973/74 până la sfârșitul anilor 1980 (Fig. 3c). Cu toate acestea, a existat apoi un echilibru negativ continuu, care a dus la pierderea totală în greutate a înălțimii

4, 7 m noi până în 2013/14. Trăsăturile caracteristice sunt exprimate printr-o rată mai mică de creștere a masei în anii 1973/74-1988/89, dar printr-o tendință crescândă de scădere în greutate după această perioadă. Prin comparație, ELA crește în general de la

5969 ± 73 m deasupra nivelului mării până la 6193 ± 75 m deasupra nivelului mării, cu o creștere dramatică a pierderii de masă pe întregul ghețar de la -0,06 ± 0,15 la -0,62 ± 0,19 m we Punctul de întrerupere corespunde unei creșteri bruște. Schimbările climatice înregistrate la stația Burang (30 ° 17 ′ nord, 81 ° 15 ′ E, 3900 m slm, 1973-2014), incluzând o creștere dramatică a temperaturii și o scădere semnificativă a precipitațiilor la sfârșitul anilor 1980 (Figura suplimentară S3). Acumulările pozitive la 6220 ml din 1973/74 până în 2013/14 (Fig. 3d) indică probabil că limita inferioară la care miezurile de gheață pot oferi înregistrări paleoclimatice succesive de înaltă calitate în zona Naimona'nyi. Ca și în această zonă, mai multe miezuri de gheață găurite pe platoul tibetan sudic și central 22 nu au detectat acumulări nete chiar la 5800 m deasupra nivelului mării, ceea ce sugerează că zona de acumulare devine o zonă de ablație cu o creștere dramatică a ELA 22. Cu toate acestea, datorită puținelor observații glacio-meteorologice in situ, este dificil să se determine exact înălțimile ideale pentru forarea miezului în aceste zone. Prin urmare, ar trebui efectuate mai multe studii glaciologice pentru a determina pierderea de masă la altitudini extrem de mari.

Datorită lipsei de date meteorologice pe termen lung înainte de 1973 în stația Burang și în regiunile înconjurătoare, datele din rețeaua de temperatură și precipitații din CRU TS 3 au fost utilizate 22 de seturi de date care acoperă stația Burang (suplimentară) pentru a evalua condițiile climatice anterioare anului 1973. FIG. S4). Așa cum era de așteptat, regiunea Naimona'nyi a fost în condiții relativ calde și uscate între anii 1940 și 1960, comparativ cu anii 1970 și 1980. Pe baza fluctuațiilor de temperatură și a precipitațiilor, se poate presupune că media ELA în anii 1940-1960 ar putea fi mai mare decât valoarea medie între 1973/74 și 1982/83

5935 ± 76 m deasupra nivelului mării, dar ar trebui să fie mult mai mic decât

6212 ± 77 m deasupra nivelului mării în ultimul deceniu. Astfel, este posibil ca, din cel puțin anii patruzeci ai secolului trecut, ghețarul Naimona'nyi să fi pierdut mai mult de 6.000 m deasupra nivelului mării. În acest context, radionuclizii din testele cu bombe termonucleare atmosferice din anii 1950 și 1960 nu au fost inițial conținuți într-un corp de gheață la o altitudine de 6025-6200 m deasupra nivelului mării. Cu toate acestea, această constatare nu oferă o concluzie definitivă, deoarece lipsa radionuclizilor se poate datora lipsei de acumulare în anii 1950 și 1960 sau a pierderii consecvente de gheață care conține aceste particule.

rezumat

În acest studiu, măsurătorile noastre la fața locului arată că, chiar și la 6000 m deasupra nivelului mării, pierderea medie în greutate a ghețarului Naimona'nyi a ajuns până la

0, 73 m, pe care noi -1. Folosind un model de echilibru de masă calibrat, variațiile pierderii în greutate și ELA în ultimele patru decenii au fost reconstituite și analizate. Am constatat că pierderea medie anuală în greutate a ghețarului Naimona'nyi a crescut de la

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

0,69 ± 0,21 m my (2003/04–2013/14). De asemenea, am observat tendințe accelerate ale pierderilor de masă și creșteri ale ELA la începutul anilor 1980, care sunt asociate cu schimbarea condițiilor climatice regionale. ELA a crescut cu aproximativ 280 m în ultimele patru decenii și a atins o altitudine medie în ultimul deceniu

6212 ± 77 m. Conform condițiilor climatice regionale, pierderea netă de masă pe ghețarul Naimona'nyi peste 6000 m deasupra nivelului mării are loc probabil încă din anii 1940.

Studiul nostru clarifică, de asemenea, înălțimea minimă posibilă la care viitoarele miezuri de gheață pot fi forate pentru a obține înregistrări paleoclimatice consecutive, de înaltă calitate, în nord-vestul Himalaya. În conformitate cu raportul recent privind pierderile de masă la altitudini mari ale platoului sudic și central al platoului tibetan derivate din înregistrările de miez de gheață 22, este urgentă necesitatea reconstrucției mai multor miezuri de gheață din platoul tibetan și regiunea înconjurătoare; această zonă este o regiune cheie pentru cercetările climatice și aceste date trebuie colectate înainte de dispariția înregistrărilor de gheață păstrate în ea.

Materiale și metode

afirmație

Măsurătorile echilibrului masei ghețarului au fost efectuate folosind metoda glaciologică pe ramura nordică a ghețarului Naimona'nyi la începutul anului 2004 (Fig. 1b). Numărul depozitelor de monitorizare pe întreaga suprafață a ghețarului a crescut treptat de la patru în 2004 la 31 în 2013. Cantitățile depozitelor individuale și măsurătorile gropii de zăpadă au fost înregistrate manual la începutul lunii octombrie a fiecărui an pentru a obține un bilanț de masă anual. Din cauza problemelor logistice, nu a fost efectuată nicio lucrare de teren în 2005, iar depozitele lipseau în 2004, când siturile au fost revizuite în octombrie 2007. Soldurile anuale totale pentru cei nouă ani de gestiune, inclusiv media în anul de decontare 2004-2006, sunt ghețari disponibili în ultimul deceniu (Fig. 2). Temperatura și precipitațiile utilizate pentru aplicarea modelului de echilibrare a masei au fost înregistrate la cea mai apropiată stație meteorologică (stația Burang), situată la aproximativ 20 km de ghețarul Naimona'nyi (Fig. 1).

Model de echilibru de masă

În acest studiu a fost utilizat un model simplu de echilibrare a temperaturii cu un indice de temperatură. Bilanțul de masă B (i, t) în i. Diferitele înălțimi (z i: interval 40 m) în ziua t au fost calculate folosind un model de topire 27 cu un indice de topire și un model de acumulare:

Unde M (i, t) este punctul zilnic de topire (mm we) și A (i, t) este acumularea zilnică (mm we) la înălțimile i; Zăpada/gheața DDF este factorul de topire a zăpezii sau a gheții; T (i, t) și P (i, t) sunt temperaturi medii zilnice ale aerului și precipitații zilnice care sunt extrapolate de la stația meteorologică Burang (T cs și P cs) utilizând o rată variabilă anuală de scădere a temperaturii (γ t)) și o precipitare cu gradient constant (yp); z cs și z i sunt altitudinea stației Burang și diferitele benzi de altitudine, iar T M/Tp sunt temperaturile de prag sub sau peste nivelul la care se presupune că topirea sau zăpada solidă este zero. Bilanțul mediu de masă al zonei (B n) se calculează pe baza greutății zonei în fiecare vas de înălțime. Pe baza unei hărți topografice compilate în 1976 și a două imagini satelitare Landsat realizate în 1999 și 2007, schimbarea orei zonei ghețarului din model a fost luată în considerare prin interpolare liniară a zonei 28 .

În modelul balanței de masă, γ t anual a fost calculat utilizând datele ERA intermediare de temperatură de reanaliză (iunie - septembrie, 1979 - 2014) de la 3 × 3 plase în jurul ghețarului Naimona'nyi 29. Se presupune că yt pentru perioada 1974-1978 este aceeași cu valoarea din 1979. Biasul termic a fost corectat prin comparație cu înregistrările de temperatură de pe AWS1 la 5500 m deasupra nivelului mării (Figura suplimentară S5). În model, cinci parametri au fost mai întâi calibrați și evaluați pentru a determina introducerea incertitudinilor 30, 31, 32 (Tabel suplimentar S1). O simulare Monte Carlo constând din 1.500 de implementări a fost efectuată pentru a estima incertitudinile modelului 33, 34. În acest experiment, un grup de 100 de 1500 de combinații de parametri au furnizat un RMSD mai mic de 0,50 m între echilibrul de masă modelat și măsurat pe suprafața ghețarului Naimona'nyi între 2004 și 2014 (Figura suplimentară S1 și Figura 2). Simulări cu aceste 100 de combinații de parametri au fost selectate pentru acest studiu. 100 de rezultate ale modelării individuale reprezintă intervale posibile de incertitudine și valoarea medie a fost acceptată ca valoare acceptată pentru ghețarul Naimona'nyi.

Mai multe detalii

Cum se citează acest articol: Zhao, H. și colab. Scăderea dramatică în greutate în regiunile alpine extreme ale Ghețarului Himalaya de Vest: observații și modelare. Știință. reprezentant. 6, 30706; doi: 10, 1038/srep30706 (2016).

Informatii suplimentare

Documente Word

Informatii suplimentare

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă găsiți ceva jignitor sau nu respectați termenii sau liniile directoare, marcați-l ca fiind nepotrivit.