数字高程模型（DEM）被广泛用于估算全球冰川质量损失。传统的基于DEM的大地测量法只能观测到冰川表面和水面，不能揭示发生在冰前湖泊水面以下的冰川质量损失。喜马拉雅地区分布着数以万计的冰湖，在全球变暖背景下，冰川正在加速消融与退缩，与冰川相连的冰湖迅速扩张。前人的研究更多聚焦于冰湖面积和水量变化，以及由此引发的冰湖溃决、洪水灾害风险。然而，冰湖扩张引起的水下冰质量损失在传统的大地测量法中未被考虑，导致喜马拉雅甚至全球尺度的冰川质量损失被大大低估。
为此，第二次青藏科考“亚洲水塔动态变化与影响”科考分队、实验室环境变化与多圈层过程团队张国庆研究员等联合奥地利格拉茨科技大学、英国圣安德鲁斯大学和美国卡内基梅隆大学的研究人员，通过对大喜马拉雅山脉（包括兴都库什、喀喇昆仑、喜马拉雅、念青唐古拉和横断山脉）冰湖的多期详细制图和分类，结合典型冰湖的水下地形测量数据，详细估算了喜马拉雅冰湖的水量变化，量化了由于湖水替换冰引起的冰川水下质量损失。
研究结果表明，2000年至2020年间，喜马拉雅地区的冰前湖数量增加约47%，面积扩张33%，水量增加42%。冰湖水量的增加，导致2000年至2020年喜马拉雅地区约27亿吨水下冰质量损失被低估，约占冰湖接触冰川总质量损失的6.5%，其中喜马拉雅中部地区被低估程度最大，约12亿吨，占10%。位于喜马拉雅中部波曲河流域的嘎龙错（面积约5平方公里，最大水深达200米），水下冰质量损失量高达65%。同时，作者还对全球冰湖接触冰川水下冰损失进行了初步估算，损失量约2100亿吨，占12%。
随着喜马拉雅地区冰湖趋于更大更深，水下冰损失仍是影响未来冰川总质量损失和相关冰湖溃决洪水风险评估的重要因素。本研究提供了量化水下冰质量损失的框架，减少了估算冰川总质量损失的不确定性，为冰川学模型提供了重要数据，为更准确模拟过去和未来冰川质量平衡、评估冰川与冰湖灾害和水资源的变化提供了重要科学依据。
图1 水下冰质量损失估算示意图
图2 2000~2020年喜马拉雅水下冰质量损失低估量
上述成果以“Underestimated mass loss from lake-terminating glaciers in the greater Himalaya”为题，2023年4月3日在线发表在《自然-地球科学》(Nature Geoscience)期刊。实验室张国庆研究员为第一作者和共同通讯作者，姚檀栋院士和王伟财研究员为合作者。该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0201）、中国科学院A类战略性先导科技专项（XDA20100300）和国家自然科学基金委“青藏高原地球系统基础科学中心项目”（41988101-03）等项目支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-023-01150-1
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