瑞士阿尔卑斯山冰川消失清单：基于1973-2016年冰川编目的评估及其对全球变化的启示

《Annals of Glaciology》：Vanished glaciers of the Swiss Alps: An inventory-based assessment from 1973 to 2016

本刊推荐：针对冰川变化评估中常忽略已完全消失冰川的问题，研究人员基于瑞士冰川编目SGI1973和SGI2016，首次系统评估了瑞士阿尔卑斯山消失冰川的数量、面积及地形特征。研究发现，在1973至2016年间，共有1,019条冰川消失，占1973年冰川总数的40%以上，其面积损失（47±3 km2）占总损失的13%。该研究强调了在冰川变化评估中系统纳入消失冰川的重要性，为避免低估总冰川损失提供了关键基准。

　　

在全球气候变暖的背景下，世界各地的冰川正以前所未有的速度消融。这一现象在阿尔卑斯山地区尤为显著，瑞士的冰川体积自2000年以来已减少了近40%，相当于每年平均损失超过一米的冰层厚度。近年来，极端消融事件的频率和强度不断增加，甚至影响了阿尔卑斯山最高海拔的冰川。许多低海拔冰川因其夏季积雪反复完全消融而彻底失去了积累区。加之冬季积雪积累量异常偏低和夏季消融率极高，这些因素共同为冰川的生存创造了极其不利的条件。2022年和2023年尤为极端，这两年间瑞士损失的冰川冰量约占剩余总量的10%，导致多条小冰川完全解体，甚至迫使瑞士冰川监测计划（GLAMOS）中止了四条冰川的长期物质平衡观测。

尽管通过重复的冰川编目可以系统记录冰川面积随时间的变化，但科学界对单个冰川完全消失现象的关注相对较少。这与公众普遍关心的“有多少冰川已经消失？”的问题形成了对比。准确回答这个问题并非易事，它需要明确的时间段、基于相同方法获取的两个冰川编目数据，以及对“冰川”定义的一致性或可比性。已有研究表明，未包含在后期编目中的已消失冰川可能对20世纪的海平面上升有显著贡献，这意味着仅考虑两个时期均存在的冰川进行评估，可能会系统性低估总的冰川变化。

为了填补这一研究空白，一项发表在《Annals of Glaciology》上的研究首次对瑞士已完全消失的冰川进行了系统性的清单评估。研究人员通过比较1973年瑞士冰川编目（SGI¹⁹⁷³）和2016年瑞士冰川编目（SGI²⁰¹⁶），旨在量化消失冰川的数量和面积，分析其特征，并探索与瑞士冰川消失相关的空间和地形模式。

为开展此项研究，研究人员主要依赖于两个核心数据集：SGI¹⁹⁷³和SGI²⁰¹⁶。选择这两个编目是因为它们均基于高分辨率航空正射影像图，采用一致的制图方法，并共享基于水文单元的独特标识符（ID）编码系统，这最大程度地减少了方法学偏差，为识别和分析在超过40年的观测期内完全消失的冰川提供了一致的基础。SGI¹⁹⁷³是根据1973年9月拍摄的航空照片编制的，冰川边界通过立体摄影测量判读手动勾绘。SGI²⁰¹⁶则代表了最新全国冰川边界和属性数据集，使用高分辨率航空影像和数字高程模型（DEM）编制，并遵循了明确的冰川定义和纳入标准（如面积大于0.01 km2且需有冰川运动证据）。为了识别消失冰川，研究人员对两个编目进行了空间叠加分析，选取SGI¹⁹⁷³中与SGI²⁰¹⁶任何冰川多边形都不相交的多边形，并应用了面积阈值（≥0.01 km2）和唯一标识符筛选，最终生成用于所有后续分析的消失冰川图层。地形分析则结合了SGI¹⁹⁷³和相应的25米分辨率数字高程模型（DHM25）。

4.1 消失冰川的数量和面积

研究结果显示，在1973年至2016年间，瑞士阿尔卑斯山共有1,019条冰川实体完全消失。这些冰川虽然个体规模小，但其数量占1973年编目冰川总数（大于0.01 km2的实体）的40%以上。它们消失的总面积为47±3 km2，约占同期瑞士冰川总面积损失（350 km2）的13%。就数量而言，近90%的消失冰川面积小于0.10 km2。然而，从面积损失贡献来看，0.05至0.20 km2的中等规模冰川共同贡献了超过50%的消失冰川总面积损失。区域分布上，莱茵河流域消失的冰川数量最多（423条），而波河流域（58%）和多瑙河流域（55%）的冰川消失率（相对于1973年初始数量）最高。相比之下，以大型山谷冰川为主的罗纳河流域，其总面积损失最大，但仅有10%的面积损失归因于冰川完全消失，反映了大冰体的相对韧性。

4.2 冰川消失的地点和实例

消失的冰川主要集中在主阿尔卑斯山分水岭沿线、山峰海拔相对较低（通常低于4000米）且缺乏大型冰川系统的区域。研究通过三个典型区域（皮兹达劳阿山、扎珀特角峰、皮兹耶纳奇山）的实例表明，到2016年，这些地区许多在1973年仍被冰川覆盖的坡面（尤其是南坡和东坡）已完全冰清。其中，莱茵河流域的瓦德雷特德尔冰川（Vadret d'Err，1973年面积0.55 km2）是1973至2016年间消失的最大冰川。

4.3 地形影响

对冰川消失与地形因素关系的分析揭示了清晰的模式。冰川大小是决定性因素：1973年面积在0.01至0.05 km2的冰川中，有74%完全消失；而面积大于0.2 km2的冰川，仅有3%消失。朝向的影响极为显著：1973年至2016年间，70%的东南朝向和南朝向冰川消失了，而北朝向和西朝向冰川的消失比例仅为20-30%。这表明冰川消失显著改变了山脉中冰川的分布格局。中位海拔和平均坡度也与冰川消失有关，但关系不如面积和朝向那样直接。低中位海拔（<2,500米）的冰川更易消失，而陡峭冰川（平均坡度大）中消失冰川所占初始面积比例（18%）远高于平缓冰川（1%），这主要是由于大型冰川通常面积大且相对平缓。

4.4 与总体冰川面积损失的比较

对海拔分布的分析表明，消失冰川造成的面积损失主要集中在约2,600米海拔带，而现存冰川的面积损失峰值出现在约2,800米。尤为重要的是，在2,300米至2,550米的海拔带内，消失冰川贡献了该带总冰川面积损失的30%以上，在2,450米处达到峰值44%。这凸显了消失冰川在特定海拔带对区域尺度评估的重要性。此外，在1973年包含冰川的194个瑞士水文流域中，有15个流域的冰川已全部消失，36%的流域中超过一半的冰川消失了。这些高消失率的流域通常只包含小冰体，且冰川平均最高海拔较低，表明冰川消失明显集中在峰值刚超过气候平衡线高度的边缘山区。

该研究得出结论，系统评估消失冰川对于准确量化冰川总损失至关重要，忽略它们会导致低估。消失的冰川主要是小型、陡峭、朝向不利（南/东）且位于低海拔区域的冰体，它们的消失已经显著改变了瑞士阿尔卑斯山的冰川分布格局。自2016年以来，冰川退缩进一步加速，特别是在2022和2023两个极端消融年，导致更多小冰川消失。正在编制中的下一代瑞士冰川编目（SGI2022）将为了解近期的冰川灭绝动态提供更详尽的评估。这项研究不仅为瑞士提供了基准，其方法论和发现也对全球其他冰川区的类似评估具有重要借鉴意义，强调了在冰川变化、水文建模和气候影响研究中必须明确考虑已消失的冰川。