阿拉斯加和喜马拉雅山的冰川湖溃决洪水表明全球变暖带来的危害不断变化

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2023 年 8 月,阿拉斯加朱诺的居民, 观看门登霍尔河 数小时内就飙升至历史水平。奔腾的水流 削弱河岸 并吞噬了整片树木和多栋建筑物。

洪水的根源不是强降雨——而是一场小冰川 位于侧面山谷的湖泊 门登霍尔冰川旁边。

像这样的冰川堰塞湖 阿拉斯加盛产. 。当侧谷比主谷更快地失去冰块时,就会形成它们,留下一个可以充满水的无冰盆地。这些湖泊可能会保持稳定多年,但当高水压在冰川下方打开通道时,它们通常会达到临界点。

迅速而灾难性的 湖水的排水 接下来的称为 冰湖溃决洪水, ,或简称 GLOF。洪水在数小时或数天内向下游涌去,并且常常出人意料地袭来。

自杀盆地是一个冰川堰塞湖,之前曾淹没过门登霍尔河。阿拉斯加气候适应科学中心的科学家在早些时候的洪水之后检查了这个冰川湖。

冰湖溃决洪水摧毁了房屋, 基础设施 以及世界各地的人类生活。他们已经杀了 数百人 欧洲和两国都有数千人 南美洲 和中亚。在全球范围内, 估计有1500万人 生活在这些湖泊的下游,其中亚洲高山地区的风险最大。

10 月 10 日,喜马拉雅山冰川湖发生洪水。2023年5月, 造成数十人死亡 在印度,洪水冲毁了桥梁,损坏了水电站并淹没了小镇。卫星图像显示 湖水位明显下降 数小时内。

我学习 阿拉斯加的冰川湖以及冰川堰塞湖尤其可能造成的危险。我们的最新研究表明,随着全球气温上升,这些湖泊正在发生怎样的变化。

当冰川阻挡湖泊

一些 冰川湖 被诅咒 冰碛 – 冰川退缩时留下的岩石和碎片堆。极端降雨、雪崩或山体滑坡造成的巨大压力可能会冲垮这些水坝,引发毁灭性的洪水。官员们表示,这很可能就是喜马拉雅山 洛纳克湖淹没城镇 2023 年 10 月在印度举行。

冰川筑坝的湖泊,例如门登霍尔冰川附近的自杀盆地,实际上是由冰川本身筑坝而成的。

由于冰下排水路径的循环打开和关闭,这些冰川湖往往会反复填充和排水。填充和排水循环每隔几年或每年多次就会产生危险。

Two photo shows the same scene 125 years apart. The glacier loss is evident, and the lake between Suicide Glacier and Mendenhall Glacier didn
1893 年和 2018 年的照片显示了自杀冰川的退缩程度以及它留下的冰川堰塞湖。 NOAA/阿拉斯加气候适应科学中心

阿拉斯加冰川湖危害正在发生怎样的变化

在一项新研究中, ,我们在阿拉斯加发现了 120 个冰川堰塞湖,其中 106 个湖泊自 1985 年以来至少已经干涸过一次。

35 年来,这些湖泊总共排水了 1,150 次。每年平均会发生 33 起湖泊排空事件,导致水流向下游流动,造成潜在的危险状况。

其中许多湖泊位于偏远地区,常常未被发现,而其他湖泊则距离社区更近,例如自杀盆地,该湖泊距离州首府不到 5 英里,在过去十年中经常出现干涸现象。

延时视频展示了 2023 年 8 月上旬,门登霍尔冰川的一个冰川堰塞湖在两天内如何排水。

我们的研究发现,总体而言,自 1985 年以来,阿拉斯加冰川堰塞湖的体积有所减少,而溃决的频率却保持不变。这表明,由于可用储存水量减少,冰川堰塞湖的潜在危害在区域范围内下降,这一趋势已经得到证实。 记录了全球冰川堰塞湖的情况.

为了更好地理解这一趋势,想象一下浴缸。浴缸的侧面越高,可以容纳的水就越多。对于冰川堰塞湖来说,冰川就像浴缸的一侧。气温升高导致冰川融化并变薄,降低了浴缸壁,从而容纳更少的水。这减少了潜在的冰川湖溃决洪水的可用水总量。

然而,随着时间的推移,较小的湖泊面积变化较小。正如 2023 年 8 月的事件清楚地表明的那样,即使是小湖泊也会对下游产生重大影响。

无人机视频显示了阿拉斯加朱诺附近的一个冰川湖流入门登霍尔河后造成的一些损害。

阿拉斯加人目睹了朱诺洪水造成的新纪录的破坏。水达到 近15英尺 门登霍尔河水位——比之前的记录高出 3 英尺。

仅在 2023 年夏季,阿拉斯加人就在人口稠密地区或基础设施附近的多个冰川堰塞湖发生了创纪录或接近创纪录的洪水,例如 自杀盆地, ,朱诺附近; 斯基拉克冰川堰塞湖, ,影响基奈河;和 雪湖, ,影响雪河。这些湖泊的容量基本保持不变,但近年来产生了一些更大的洪水。

一种可能的解释是,冰坝较薄且较弱,水可以更快地排出,但仍需要进一步研究来了解其机理。无论如何,这提醒我们这些湖泊和事件是不可预测的。

气温上升将如何影响这些湖泊?

阿拉斯加的冰川消失正在加速 随着温度升高。由于阿拉斯加冰川量大,交叉山谷多,冰雪覆盖,随着侧谷冰川消融,很有可能形成新的湖泊,带来新的潜在危害。

其中许多湖泊可能是在偏远地区形成的,它们的存在可能只能在揭示随时间变化的卫星图像中被注意到。

鉴于丰富的冰川湖及其 对人类生命的潜在威胁, 、预警和监测系统数量少得令人担忧。相关努力正在进行中,例如 喜马拉雅山智利, ,但还需要进一步研究来开发可靠、低成本的监测系统,并提高我们对这些不断变化的危害的理解。

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