巴基斯坦喀喇昆仑地区的树轮冰川学研究

Glacier variations of Karakoram Range are important for our national “One Belt and One Road” plan. Satellite monitoring showed that these glaciers are stable or readvancing in the recent decades. This phenomenon, the so called “Karakoram Anomaly”, is quite different from the retreating behaviour of glaciers of neighbouring South Asian monsoon area. However, it is difficult for us to evaluate the anomalous extent of the phenomenon and its possible climate causes due to the shortness of the observations on both glaciers and climate. Here in this proposal, we suggest a dendroglaciological study with aims: 1) to reconstruct the fluctuation history of the glaciers in the Pakistan Karakoram area, 2) to investigate the relationship between glacier fluctuations and climate variations on decadal to centennial timescale, and 3) to evaluate the anomalous extent and possible climate causes of the current Karakoram Anomaly. This study may provide theoretical basis for the projection of the glacier change in the next few decades and the next century.

喀喇昆仑地区的冰川变化对我国“一路一带”计划的实施具有重要的战略意义。遥感监测显示，喀喇昆仑地区的冰川最近十几年来呈现稳定甚至前进的态势。这种现象明显不同于相邻的南亚季风区的冰川退缩趋势，被称为“喀喇昆仑异常”。由于观测资料太短，我们无法从长时间尺度上评价这种现象的异常程度及其可能的气候原因。所以，本研究拟在巴基斯坦喀喇昆仑地区开展树轮冰川学研究，重建该地区过去400年的冰川进退历史，进而和该地区已有的温度、降水量重建进行对比，揭示冰川和气候变化在几十年至上百年时间尺度上的关系，在过去400年的时间尺度上评价喀喇昆仑冰川变化的异常程度及其可能气候原因，为预测未来十几年至上百年冰川变化提供理论依据。

为了从长时间尺度了解喀喇昆仑地区冰川变化及其对气候变化的响应，本项目采用树轮冰川学方法，对喀喇昆仑地区小冰期以来的冰川进退历史进行了重建，揭示了喀喇昆仑地区冰川进退；同时基于树轮宽度、同位素指标，重建了该地区的长时间尺度的气候变化；最后，通过与藏东南地区冰川波动历史进行对比，探讨两个地区冰川波动及其对气候变化响应的差异。得到的主要结果和结论如下：（1）喀喇昆仑地区4条冰川的冰碛垄年代。分别为：公元1600，1884，1944和1958年（Raikot冰川）; 公元1630，1886，1885，1943和1951年（Sachen冰川）; 公元1904年（Minapin glacier）;公元 1489，1890，1945和1990年（Burche冰川）。这些结果表明，在至少公元1489年前这个区域的冰川就达到了小冰期最大范围。在百年尺度上，喀喇昆仑地区小冰期时的冰川波动与青藏高原东南部以及北半球其他冰川在19世纪末和20世纪的趋势是一致的。但达到小冰期最盛期却并不一致，尤其和青藏高原东南部冰川差异较大。在年代际尺度上，存在时间的错位性；(2) 森林上线年轮宽度研究揭示了该地区过去440年的夏季温度与亚洲、北半球存在同步的冷暖波动变化。树轮早材氧同位素揭示该地区过去390年的冬春季温度变化，小冰期冬春季的温度比20世纪要高。森林下线年轮宽度研究揭示了该地区降水量在小冰期明显偏少，在18世纪末19世纪初呈现快速变湿，1850年之后也呈现出变干的趋势，但是明显高于小冰期。(3) 喀喇昆仑地区与藏东南地区冰川进退有一致的变化，但差异更多。从20世纪以来的冰川变化看，喀喇昆仑地区的冰川进退通常晚于藏东南地区10-20年，这对喀喇昆仑冰川异常提供了一种可能的解释。