Почему таяние ледников имеет большее значение, чем когда-либо

На протяжении десятилетий ученые внимательно следили за отступлением ледников во всем мире - от возвышающихся Альп до обширных Анд и отдаленных арктических и антарктических ледяных щитов. То, что когда-то было медленным и предсказуемым сезонным отливом и потоком льда, превратилось в тревожное и неустанное ускорение таяния. Ледниковое таяние - это гораздо больше, чем экологическое любопытство; это мощный катализатор стихийных бедствий, которые угрожают сообществам, критической инфраструктуре и целым экосистемам. Понимание основных фактов, лежащих в основе этого процесса, необходимо для понимания того, как изменение климата активно меняет нашу планету глубокими и часто разрушительными способами.

Ледники являются жизненно важными пресноводными водоемами, хранящими примерно 69% мировых пресноводных ресурсов. По мере того, как эти ледники сокращаются и исчезают, они не только выделяют огромное количество воды, но и дестабилизируют окружающие ландшафты, нарушают местные и глобальные погодные условия и вносят значительный вклад в повышение уровня моря. В этой статье рассматриваются наиболее важные факты о ледниковом таянии и исследуются его прямые и косвенные связи с наводнениями, оползнями, цунами и множеством других стихийных бедствий, которые все больше угрожают человеческому и экологическому благополучию.

Что такое ледниковое таяние?

Ледниковое таяние относится к чистой потере массы льда от ледников или ледяных щитов в результате таяния, сублимации (где лед превращается непосредственно в пар) или отела (где куски льда отрываются в океан или озера). В то время как ледники естественным образом накапливают снег и лед в холодные месяцы и теряют массу в более теплые периоды, баланс резко сместился из-за антропогенного изменения климата. Повышенные температуры атмосферы и океана ускорили потерю льда за пределами естественной изменчивости, в результате чего ледники сокращаются с беспрецедентными темпами.

Ледники существуют на всех континентах, кроме Австралии, с самыми большими ледяными щитами, покрывающими Гренландию и Антарктиду. Однако даже более мелкие горные ледники, такие как те, что находятся в Гималаях, Андах и Европейских Альпах, быстро отступают. Критический механизм обратной связи, известный как эффект альбедо , усугубляет таяние. По мере таяния льда он подвергает более темные поверхности, такие как скалы, почва или талые воды, которые поглощают больше солнечного света, а не отражают его, еще больше ускоряя процесс плавления.

Последствия ледникового таяния рябью распространяются по всему миру.Мелтвотер способствует повышению уровня моря, угрожая низменным прибрежным районам.Кроме того, многие реки, которые поддерживают миллиарды людей, зависят от ледниковой талой воды для их потока, особенно в засушливые сезоны.Возможное исчезновение ледников может означать долгосрочный дефицит воды, что повлияет на сельское хозяйство, питьевое водоснабжение и выработку гидроэнергии.

Ключевые факты о ледниковом таяние

Данные о ледниковом отступлениях рисуют отрезвляющую картину. Ниже приведены некоторые из наиболее важных фактов, которые подчеркивают масштаб, скорость и глобальное влияние этого явления:

  • Средняя глобальная температура поднялась примерно на 1,1 °C с конца 19-го века, причем большая часть этого потепления произошла за последние 50 лет. Ледники очень чувствительны к изменениям температуры, быстро реагируя даже на небольшое увеличение.
  • Ледники во всем мире теряют около 278 миллиардов тонн льда ежегодно, согласно исследованию 2021 года, опубликованному в Nature, оно приравнивается к весу около 765 миллионов слонов, потерянных каждый год.
  • Уровень моря за последнее столетие вырос примерно на 21 сантиметр, в основном за счет теплового расширения морской воды и таяния льда. Треть этого роста связана с таянием ледников и ледяного покрова.
  • Более 1,9 миллиарда человек живут в водоразделах, питаемых ледниками, полагаясь на талую воду для питья, сельского хозяйства и энергетики. Такие регионы, как Индус-Куш-Хималайя в Азии, особенно уязвимы к изменениям ледникового стока.
  • Темпы таяния резко ускоряются. Ледяной щит Гренландии теряет лед в шесть раз быстрее, чем в 1990-х годах, в то время как потери антарктического льда за тот же период утроились.
  • Таяние ледников способствует подкислению океана, изменяя соленость и химический баланс морской воды, что имеет серьезные последствия для морских экосистем и рыболовства.
  • Например, европейские Альпы потеряли примерно 50% своего объема ледников с 1850 года, а некоторые ледники, по прогнозам, полностью исчезнут в течение десятилетий.
  • Оттепель мерзлоты, связанная с ледниковым отступлением , высвобождает парниковые газы, такие как метан и углекислый газ, создавая петлю обратной связи, которая ускоряет потепление и тает лед.

Прямая связь между ледниковым таянием и стихийными бедствиями

Ледниковое таяние редко происходит изолированно; оно дестабилизирует физическую среду и вызывает цепную реакцию опасных событий. Признание этих связей жизненно важно для общин, чтобы подготовиться и адаптироваться к растущему каскаду рисков.

Наводнения в ледниковом озере (GLOFs)

Одним из самых непосредственных и опасных последствий отступления ледников является образование ледниковых озер, которые могут внезапно лопнуть, вызывая катастрофические наводнения вниз по течению. По мере таяния и отступления ледников они часто оставляют после себя углубления, которые заполняются талой водой. Эти озера обычно заглублены моренами — накоплением неконсолидированных пород и мусора — или ледяными плотинами, которые структурно слабы и склонны к провалу.

Когда эти естественные плотины разрушаются из-за сильных осадков, землетрясений или огромного давления повышения уровня воды, они выпускают огромные объемы воды и мусора в результате внезапного всплеска, известного как наводнение в результате взрыва ледникового озера (GLOF).

Гималаи особенно уязвимы, с тысячами ледниковых озер, многие из которых быстро расширяются. В исследовании 2020 года было отображено более 3000 ледниковых озер в регионе, что определило 47 как потенциально опасные. Смертельная катастрофа 2013 года в Кедарнатхе на севере Индии, унесшая тысячи жизней, была усилена вспышкой ледникового озера, вызванной экстремальными осадками. Подобные разрушительные ГЛОФы произошли в Перу, Непале, Бутане и Пакистане, что подчеркивает настоятельную необходимость мониторинга и смягчения последствий.

Ландслиды и скальные лавины

Ледники играют решающую роль в стабилизации крутых горных склонов, обеспечивая поддержку скальных граней. По мере таяния и разрежения ледников этот стабилизирующий эффект уменьшается, делая склоны более восприимчивыми к коллапсу. Кроме того, повышение температуры оттаивает вечную мерзлоту - постоянно замороженную землю, которая действует как естественный цемент - еще больше ослабляет структурную целостность гор.

Эта комбинация факторов приводит к увеличению частоты и величины оползней и лавин горных пород. Например, в 2017 году массивный оползень в Каррат-Фьорде Гренландии, вызванный истончением ледников, вызвал цунами, которое опустошило близлежащую деревню Нуугаациак. Это событие ранило многочисленных жителей и вызвало широкомасштабные разрушения. Аналогичные цунами, вызванные оползнями, были зарегистрированы на Аляске, в канадских Скалистых горах и в европейских Альпах, с риском эскалации по мере отступления ледников и деградации вечной мерзлоты.

Цунами, порожденные льдом или оползнями

Ледниковое таяние может также вызвать цунами с помощью двух основных механизмов: внезапного обрушения ледниковых фронтов на прилегающие водоемы или оползней, погружающихся в озера или фьорды.Эти события производят мощные волны, способные преодолевать большие расстояния и наносить серьезный ущерб прибрежным и озерным сообществам.

В августе 2020 года большой айсберг откололся от ледника Донжек в проледниковом озере Юкона, создав волну, которая разрушила близлежащий домик. Более драматично, оползень Таан Фьорд 2015 года на Аляске вызвал волну цунами высотой около 193 метров — одну из самых высоких когда-либо зарегистрированных — после того, как склон горы, дестабилизированный ледниковым отступлением, рухнул в фьорд.

По мере того, как ледники продолжают тонуть и отступать, частота и тяжесть таких цунами, как ожидается, будут расти, создавая новые угрозы для судоходных путей, туризма и прибрежной инфраструктуры во всем мире.

Наводнение из быстрого стока мельтвотер

Помимо риска вспышек озер, ускоренное таяние ледников вызывает увеличение сезонного стока, который может переполнять реки, что приводит к наводнениям. Крупные речные системы, такие как Инд, Ганг, Брахмапутра и Янцзы, в значительной степени зависят от ледниковой талой воды, особенно в сухие месяцы.В периоды сильной жары или необычно теплых периодов скорость таяния резко возрастает, отправляя потоки вниз по течению, которые могут нарушать берега рек, наносить ущерб урожаю, нарушать транспорт и вытеснять сообщества.

Например, в 2018 году рекордный таяние в швейцарских Альпах вызвало наводнения в долинах Роны и Рейна, повредив дома и инфраструктуру. Аналогичным образом, на северо-западе Тихого океана США и Канады быстрый снег и ледниковый таяние в сочетании с сильными осадками в 2021 году вызвали широкомасштабные наводнения, вынудив эвакуацию и вызвав миллиарды экономических потерь.

Повышение уровня моря и прибрежные опасности

Хотя повышение уровня моря является постепенным процессом, а не отдельным стихийным бедствием, оно в корне усугубляет прибрежные опасности во всем мире. Таяние ледников и ледяных щитов в значительной степени способствует повышению уровня моря, что, в свою очередь, увеличивает охват и воздействие штормовых нагонов, приливов и цунами. Скорость эрозии побережья ускоряется, соленая вода вторгается дальше вглубь страны, а неприятные наводнения - незначительные наводнения, которые нарушают повседневную жизнь - становятся более частыми.

Ледяные щиты Гренландии и Антарктики содержат достаточно льда, чтобы поднять глобальный уровень моря более чем на 60 метров, если полностью растаять, хотя это займет столетия или тысячелетия. Даже скромный подъем на один метр к 2100 году, который, по нынешним прогнозам, возможен, может вытеснить сотни миллионов людей, затопить критическую инфраструктуру и вызвать огромные экономические потери.

Региональные горячие точки ледникового таяния и риска бедствий

Гималаи и индуистский Куш

Часто называемый «Третий полюс», регион Индукуш-Хималайя содержит больше льда, чем где-либо за пределами Арктики и Антарктики. Этот район имеет решающее значение, поскольку он питает реки, которые поддерживают около 1,3 миллиарда человек в Южной и Центральной Азии. Ледниковый таяние здесь быстро ускоряется из-за повышения температуры.

В оценке Гималаев Индусского Куша (2019) было отмечено, что даже если глобальное потепление будет ограничено 1,5°C, к 2100 году исчезнет около трети ледников региона. Наводнения, вызванные выбросами ледникового озера (GLOFs) представляют собой постоянную угрозу, а в Непале, Бутане и северной Индии наблюдается увеличение заболеваемости. Прочная топография региона и плотное население увеличивают потенциальные последствия таких бедствий.

Андские острова

Ледники в тропических Андах резко сократились, потеряв от 30% до 50% своей площади с 1970-х годов. Это сокращение угрожает поставкам воды в крупные города, такие как Ла-Пас в Боливии и Кито в Эквадоре, где общины зависят от сезонных талых вод для питья и орошения.

Анды также сталкиваются с повышенными рисками наводнений от внезапного дренажа ледникового озера. Исторический пример включает катастрофу в Уаразе в 1941 году в Перу, где вспышка ледникового озера разрушила город, вызвав тысячи смертей и широкомасштабные разрушения. Эти риски остаются насущными, поскольку ледники продолжают отступать, а изменчивость климата увеличивается.

Аляска и канадские Скалистые горы

Ледники Аляски способствуют большему повышению уровня моря, чем любой другой горный регион за пределами полярных ледников. Отступление крупных ледников, таких как ледник Колумбии, обнажило нестабильную местность, подверженную оползням и цунами. В 2021 году тепловой купол Тихоокеанского Северо-Запада ускорил темпы таяния до рекордных максимумов, что привело к сильным наводнениям и оползням в Сумас-Прери Британской Колумбии.

Канадские Скалистые горы также сталкиваются с растущими рисками от ледникового отступления.Оттаивание вечной мерзлоты в этих регионах усугубляет нестабильность склонов, в то время как быстрый талый сток бросает вызов существующей инфраструктуре управления водными ресурсами.

Гренландия и Антарктида

Хотя ледяные щиты Гренландии и Антарктики являются отдаленными и малонаселенными, они оказывают огромное воздействие на глобальные уровни моря и климатические системы. Ледяной щит Гренландии тает со средней скоростью 240 миллиардов тонн в год, что в значительной степени способствует повышению уровня моря. Большие отела производят айсберги, которые представляют опасность для судоходства и морских операций.

Ледник Туэйтса в Антарктиде, часто называемый «ледником Судного дня», особенно беспокоит из-за его быстрой потери льда и потенциала вызвать многометровое повышение уровня моря, если он рухнет.Его нестабильность может дестабилизировать окружающие шельфовые ледники, что приведет к дальнейшему распаду ледяного покрова и ускорению глобального повышения уровня моря.

Сложные эффекты: как ледниковый тлеющий слой ухудшает другие стихийные бедствия

Ледниковое таяние не только создает новые опасности, но и усиливает существующие стихийные бедствия, изменяя условия окружающей среды. Например, сокращая летние потоки рек, оно способствует продолжительным засухам, которые увеличивают риск лесных пожаров. В 2021 году Тихоокеанский северо-запад пережил смертельную комбинацию засухи, тепловых волн и ускоренного ледникового таяния, которое обусловило вырубку лесов для массивного Бутлегского пожара.

Кроме того, оттепель вечной мерзлоты, связанная с отступлением ледников, подрывает стабильность инфраструктуры. Дороги, трубопроводы и здания, построенные на ранее замороженной земле, становятся уязвимыми для повреждений от землетрясений, оползней и оседания грунта. В Арктике таяние вечной мерзлоты выделяет мощные парниковые газы, такие как метан, еще больше ускоряя потепление и таяние льда в опасной петле обратной связи.

Человеческие и экономические последствия

Последствия таяния ледников наиболее остро ощущаются уязвимыми группами населения, проживающими в горных районах и низменных прибрежных районах. Горные общины сталкиваются с отсутствием безопасности в отношении воды наряду с повышенным воздействием наводнений, оползней и других опасностей. Разрушительные наводнения 2022 года в Пакистане, которые затронули более 33 миллионов человек и нанесли ущерб, по оценкам, в размере 30 миллиардов долларов, были усугублены быстрым таянием ледников во время жары. Жгучие ледниковые озера в Гилгит-Балтистане добавили к катастрофе подавляющие системы реагирования на чрезвычайные ситуации.

В глобальном масштабе экономические издержки ошеломляют. Исследование 2020 года в Nature Communications прогнозировало, что прибрежные наводнения, вызванные повышением уровня моря, могут стоить мировой экономике 14 триллионов долларов в год к 2100 году. Эти расходы включают ремонт инфраструктуры, увеличение страховых требований, потерю производительности сельского хозяйства и сбои в глобальных цепочках поставок. Кроме того, туристические отрасли, зависящие от ледников, такие как в Швейцарии, Новой Зеландии и Канаде, сталкиваются с экономическим спадом, поскольку ледники сокращаются и исчезают.

Что можно сделать?Смягчение и адаптация

Даже если бы глобальные выбросы парниковых газов были остановлены сегодня, ледники продолжали бы отступать в течение десятилетий из-за инерции климатической системы. Тем не менее, сочетание мер по смягчению последствий и адаптации может снизить серьезность будущих бедствий, связанных с ледниковым таянием.

  • Быстрое сокращение выбросов имеет важное значение для ограничения глобального потепления до 1,5 ° C, как это рекомендовано Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). Каждая доля степени избегаемого потепления помогает сохранить оставшийся ледниковый лед и замедляет темпы таяния.
  • Усовершенствованные системы мониторинга и раннего предупреждения для наводнений, оползней и связанных со льдом цунами, вызванных ледниковыми озерами. Страны Гималаев, такие как Непал и Бутан, используют автоматизированные датчики, технологии дистанционного зондирования и сирены оповещения в озерах высокого риска для повышения готовности сообщества.
  • Инженерные вмешательства могут снизить риск бедствий путем стабилизации или осушения потенциально опасных ледниковых озер.Успешное снижение Перу озера Палкакоча в 2015 году является ярким примером таких активных мер.
  • Стратегии адаптивного управления водными ресурсами включают строительство резервуаров для улавливания избыточных талых вод во время пиковых потоков, диверсификацию источников воды и повышение эффективности орошения для буферизации против сезонной нехватки воды.
  • Международное сотрудничество и обмен данными имеют решающее значение для управления трансграничными водными ресурсами и реагирования на стихийные бедствия. Такие инициативы, как Глобальная служба по изучению криосферы, способствуют сотрудничеству между странами в целях улучшения мониторинга и обеспечения готовности.

Вперед: меняющаяся криосфера

Факты о таянии ледников подчеркивают суровую реальность: криосфера нашей планеты — замороженные регионы Земли — претерпевает быстрые, беспрецедентные преобразования. Это таяние является не просто симптомом изменения климата, но и движущей силой каскадных стихийных бедствий, которые угрожают жизни, средствам к существованию и экосистемам. В то время как предстоящие проблемы огромны, информированные действия, основанные на науке, технологиях и международном сотрудничестве, предлагают пути для снижения рисков и повышения устойчивости.

По мере того, как ледники продолжают отступать, общества во всем мире должны адаптироваться к будущему, в котором доступность воды колеблется, стихийные бедствия становятся все более частыми и интенсивными, а стабильность ландшафтов все больше ставится под угрозу. Защита криосферы и зависящих от нее сообществ требует срочных, постоянных усилий на местном, национальном и глобальном уровнях.