? 2008年7月24日，《自然》（NATURE）第454期以“世界第三極”的標(biāo)題大幅報(bào)道了青藏高原氣候與環(huán)境研究的最新進(jìn)展。中國科學(xué)家的研究工作是這一報(bào)道的主體。這充分說明了我國青藏高原研究受到了世界高度關(guān)注，也說明了中國青藏高原研究在國際科學(xué)研究的地位在進(jìn)一步提高。以下是全文譯文（未刪減）。
世界第三極
?? 相對于南北兩極而言，世界對青藏高原的關(guān)注明顯小得多，但青藏高原卻蘊(yùn)藏著世界上除兩極以外最大的冰雪儲(chǔ)量；而青藏高原的冰雪正在快速消融。在過去的半個(gè)世紀(jì)中，青藏高原的冰川退縮面積達(dá)82%（譯者注：此數(shù)據(jù)有誤）。在過去的十年中，高原上的凍土消失了10%。而氣候變化的加劇所帶來的影響將不僅僅限于青藏高原，它還將影響數(shù)十億人的正常生活所需的水資源，甚至改變北半球的大氣環(huán)流格局。
?? 高原的作用主要在于它的高度。它平均海拔在四千米以上，因而成為同緯度最冷的地區(qū)，也是極地以外最冷的地區(qū)。拉薩作為西藏自治區(qū)的首府，其海拔相對于整個(gè)西藏而言還是較低的，約為3650m。孰不知，這個(gè)高度比玻利維亞這個(gè)世界上最高的首都拉帕斯的高度還要高。拉薩的年均溫為8℃，而位于同緯度的休斯頓、德克薩斯的年均溫都在21℃。高海拔使西藏變冷，特別是冬季更為顯著；那里的雪和冰川反射太陽光，更加劇了寒冷的程度。高原隆升面積巨大，也影響了高空風(fēng)的流動(dòng)，同時(shí)，這樣的海拔使其地表更接近平流層。
?? 高原正在發(fā)生變化，其最直接的原因是溫度的升高。在過去五十年中，高原氣溫以每十年0.3℃的速率上升；這一速度相當(dāng)于全球變暖速率的三倍?，F(xiàn)在的問題在于，未來氣候還將發(fā)生什么變化，而這些變化又將如何影響全球總體的氣候格局。斯柯里普斯海洋研究所的大氣學(xué)家Veerabhadran Ramanathan認(rèn)為：“如果不考慮青藏高原正在發(fā)生的變化，我們對全球氣候變化的理解將是不完整的。”
?? 青藏高原異常重要的意義、特別是它可能造成的影響還不為許多氣候?qū)W家所知。其中一個(gè)原因在于，相對于南、北兩極而言，從高原獲取的數(shù)據(jù)少之又少，而到高原上探尋自然奧秘的科學(xué)考察活動(dòng)也十分貧乏。在高原上開展野外考察十分艱苦，高原的地理位置相對孤立，至少對西方科學(xué)家而言，還有政治上的挑戰(zhàn)。中科院青藏高原所所長姚檀棟指出：“青藏高原地處偏遠(yuǎn)，海拔高，且氣候環(huán)境惡劣，在高原上作研究是很具挑戰(zhàn)性的。”
?? 姚檀棟和他的同事們應(yīng)該知道：在上世紀(jì)八十年代，他們是在那樣艱苦的野外環(huán)境中堅(jiān)忍不拔開展研究、努力獲取數(shù)據(jù)以重建高原古氣候的為數(shù)不多的科學(xué)家。他們在青藏高原上鉆取冰芯，最深可至300米，最高海拔可達(dá)7200米。“我們鉆取冰芯的工作都是人工完成的，隨后我們還得把它們從山上背下來。當(dāng)時(shí)沒有直升機(jī)，也沒有什么大型器械?！币μ礂澱f，“冰川上的溫度可達(dá)零下30攝氏度，風(fēng)特別猛烈，毫不留情地吹到臉上，像刀割一樣?！边@樣的艱苦工作最終有所回報(bào)：在與俄亥俄州立大學(xué)的冰川學(xué)家Lonnie Thompson的合作中，研究人員根據(jù)冰芯氧同位素資料恢復(fù)了青藏高原最全面的溫度記錄，從中發(fā)現(xiàn)，大范圍變暖趨勢開始于二十世紀(jì)，并隨著海拔的上升，變暖程度逐漸增大。他們的發(fā)現(xiàn)得到各氣象站從上世紀(jì)五十年代以來的連續(xù)觀測記錄的證實(shí)。
?? 在一個(gè)正在經(jīng)歷溫室變暖的世界中，一些發(fā)現(xiàn)變化會(huì)在你的意料之中，但在青藏高原，一些區(qū)域因素加劇了這種變化。這一地區(qū)的沙漠在夏季卷起風(fēng)沙，迎著高原沿南北坡向上運(yùn)輸。根據(jù)近期的一項(xiàng)衛(wèi)星觀測，高原上空存在從塔克拉瑪干大沙漠吹來的沙塵。蘭州大學(xué)的黃建平說：“在高原上發(fā)現(xiàn)如此巨量的沙塵，連我們自己都很驚奇?！鄙硥m層輸送到高達(dá)一萬米的地方，并在那里吸收和反射太陽光，從而改變到達(dá)高原表面的輻射。
?? 與沙塵共同作用、進(jìn)而推動(dòng)高原氣候變化的另一因素是“黑炭”，這些煙塵來自人們的生活，例如用木頭、莊稼桿和牦牛糞便等生物能煮飯等。包括喜馬拉雅山脈在內(nèi)的亞洲東南部是世界上黑炭排放的熱點(diǎn)地區(qū)之一。通過無人飛機(jī)的觀測，Ramanathan及其同事量化了黑炭對太陽光的吸收量，發(fā)現(xiàn)黑炭可以吸收50%的太陽能，從而加熱大氣。他說：“這是該地區(qū)氣溫升高的第二大貢獻(xiàn)者，僅次于二氧化碳?！彼烙?jì)，黑炭和溫室氣體的共同作用足以使喜馬拉雅山脈每十年增溫0.25℃；這大致也是目前該地區(qū)的觀測結(jié)果。
?? 一旦黑炭降落在喜馬拉雅冰川，它們就會(huì)使冰雪的顏色變暗，從而增強(qiáng)其吸收熱量的能力，使其溫度升高。青藏高原研究所研究員徐柏青說：“現(xiàn)在，高原的消融季節(jié)來得早，持續(xù)時(shí)間也較長。”位于高原邊緣的冰川比位于中部的消融更快；例如，一項(xiàng)研究表明，位于青藏高原東部的冰川在過去30年中退縮了17%，相當(dāng)于中部高原的十倍。姚檀棟認(rèn)為，如果現(xiàn)有趨勢持續(xù)發(fā)展，2/3的高原冰川面積將在2050年（譯者注：應(yīng)為2100年）消失殆盡。
洪澇災(zāi)害和干旱事件
?? 冰川的消融會(huì)形成危險(xiǎn)的冰川湖，這是因?yàn)楸ê笸肆粝碌谋兾锒逊e而成的大壩內(nèi)側(cè)蓄積起了水體?？茖W(xué)家已經(jīng)認(rèn)定，喜馬拉雅山北坡存在34座這樣的冰川湖，同時(shí)，在過去50年中，記錄了20次壩體崩潰湖水外泄而成的洪澇災(zāi)害。
?? 洪水的危險(xiǎn)是短期的，但從長遠(yuǎn)角度看，冰川退縮形成的高原上水源供應(yīng)問題則是長期的，而且更為嚴(yán)重。青藏高原的徑流補(bǔ)給了東南亞的許多大型河流，包括長江、黃河、湄公河、恒河和印度河。如果冰川持續(xù)退縮，數(shù)十億群眾就會(huì)面臨缺水的危機(jī)。
?? 凍土的處境也很危險(xiǎn)，因?yàn)闇囟壬仙龑⒃斐伞盎顒?dòng)層”增厚，所謂“活動(dòng)層”是指每年都會(huì)經(jīng)歷凍結(jié)和消融的土層?；顒?dòng)層變化最終影響地表和大氣間熱量與水汽的流動(dòng)，進(jìn)一步干擾這一系統(tǒng)。凍土的退縮不僅使青藏鐵路陷入危境，還會(huì)危及高原的高寒生態(tài)系統(tǒng)，因?yàn)檫@些生態(tài)系統(tǒng)依靠固結(jié)于凍土表層的水得以生長，否則植物在這樣的海拔很難生長。中科院地理與資源環(huán)境所副所長歐陽華指出：“凍土的大規(guī)模消融將造成土壤含水量的減少，從而帶來生態(tài)危機(jī)。”由于凍土儲(chǔ)存了全世界1/3的碳儲(chǔ)量，植被的減少將向大氣釋放大量的碳，進(jìn)一步加劇全球變暖。
競爭力量
??? 青藏高原正在經(jīng)歷各種變化：氣候變暖、冰川退縮、凍土退化，以及高寒生態(tài)系統(tǒng)退化。這對于地區(qū)和全球的環(huán)境有什么意義嗎？首當(dāng)其沖的受害者可能是印度季風(fēng)。印度季風(fēng)是陸地和海洋之間的熱力性質(zhì)的差別造成的。夏季，廣闊的亞洲地表比印度洋加熱更快，形成地表低壓，海洋向陸地輸送大氣和水汽。青藏高原的隆升始于五千百萬年前，加劇了季風(fēng)的效應(yīng)。由于地表比大氣吸收的太陽光多，青藏高原廣闊的地表比同海拔的大氣更熱，從而增大了海洋―陸地氣壓梯度，加強(qiáng)了印度季風(fēng)。
??? 一些氣候模型表明，全球變暖將使高原表面溫度比海洋更大幅度地上升，從而增大季風(fēng)強(qiáng)度。另一方面，有些模型提出，氣溶膠吸收太陽輻射，加上對地區(qū)內(nèi)的土地利用的改變，將最終減弱季風(fēng)。Ramanathan認(rèn)為，“季風(fēng)的強(qiáng)度很可能取決于這兩種競爭力量的對決”。
??? 一些研究表明，使季風(fēng)減弱的力量可能占上風(fēng)，或者至少在過去三百年中占主導(dǎo)地位，盡管原因不清楚。來自蘭州寒區(qū)旱區(qū)研究所的段克勤和他的同事通過分析達(dá)索普冰川的冰芯，重建了過去300年的冰雪積累史， 并指出，那里的冰川完好地保存了季風(fēng)在喜馬拉雅山脈的變化情況?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，氣溫越高，季風(fēng)強(qiáng)度越弱?！倍慰饲谡f。一般而言，溫度每上升0.1℃，就會(huì)造成冰雪積累量減少100mm。但他同時(shí)指出，還需要在青藏高原其他地區(qū)開展類似研究，以進(jìn)一步證實(shí)這些結(jié)論。
??? 佐治亞技術(shù)所的Rong Fu指出，“印度季風(fēng)的變化不是亞洲對全球氣候造成的唯一威脅”。她的研究表明，青藏高原上部的對流運(yùn)輸水汽和污染物到平流層，平流層直接位于對流層上部，包含了地球的大部分臭氧?！捌搅鲗涌諝獾膹?qiáng)烈水平運(yùn)動(dòng)將隨后拓展全球的水汽和污染物的分布范圍?！盕u說。
??? 水汽可能比二氧化碳產(chǎn)生更大的溫室效應(yīng)，但它通常位于平流層以下，高度不會(huì)超過一兩千米。這在高原上則是另外一種情形，對流層在高原上被進(jìn)一步提升近六公里，結(jié)果它的上部邊界高度約為18公里，位于平流層下部。此外，青藏高原上空的對流層較薄，表層釋放的熱量將到達(dá)更高的高度，使得平流層底的大氣變暖。Fu說：“如此一來，越來越多的水汽得以到達(dá)平流層，而不會(huì)形成冰凍或降水。”高原上溫度較高，造成冰川消融加劇，水汽輸送增強(qiáng)，最終造成強(qiáng)烈對流，進(jìn)而向上攜帶更多的水汽?！耙幌氲接泻芏嗨竭_(dá)平流層，就令人非常擔(dān)憂?！彼f。
??? “令人擔(dān)憂”最好地體現(xiàn)了如今正在進(jìn)行青藏高原研究的科學(xué)家的心情。他們希望開展大范圍的綜合研究，從中獲取盡可能多的研究數(shù)據(jù)。“關(guān)于青藏高原，我們知道的很少，理解的就更少了?！币μ礂澱f?，F(xiàn)在正在進(jìn)行的一項(xiàng)研究是對中國所有冰川編目，記錄它們的方位、面積、長度、厚度和雪線的位置。中國科學(xué)家們曾在1978年至2002年開展了類似的研究，他們認(rèn)為這可以提供研究的參考基點(diǎn)，進(jìn)而揭示冰川的主要變化。此外，冰川學(xué)家不斷查明、并密切觀測具潛在危險(xiǎn)性的冰川湖，以期應(yīng)對任何潰堤造成的洪澇災(zāi)害。
快速解決方案
??? 同時(shí)，還有人關(guān)注更大的情景，即如何解決整個(gè)亞洲地區(qū)的污染問題。徐柏青指出：“減少溫室氣體和黑炭的排放將是當(dāng)務(wù)之急?！盧amanathan認(rèn)為，減少黑炭的排放量將是“一條快速理出頭緒的方案”，因?yàn)楹谔吭诖髿庵械陌胨テ跒?5―20天，而二氧化碳的半衰期則為一個(gè)世紀(jì)。根據(jù)他的模擬，只要不用燃燒木炭、牦牛糞便和莊稼秸稈這樣的傳統(tǒng)方法做飯，就可以減少40―60%的黑炭排放量。相對于減少二氧化碳排放量而言，這將是“既便宜又快捷的一項(xiàng)短期解決方案，且方便易行?！彼a(bǔ)充道：“關(guān)鍵在于讓村民使用更清潔的能源。”
??? 最后，青藏高原可能作為關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)場地，檢驗(yàn)在全球變暖的背景下，人與環(huán)境如何相互作用。如何保護(hù)世界的第三極？“但愿青藏高原現(xiàn)在的變化只是一個(gè)短暫過程，”姚檀棟說，“現(xiàn)在所做的將可能決定青藏高原環(huán)境的未來走向?！?/p>
附：英文原文