《Advances in Climate Change Research》：Evaluating the effectiveness of artificial covering in reducing glacier melt
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本文针对冰川加速消融问题，研究人员通过耦合COSIPY能量-物质平衡模型与长期观测数据（1988–2018），系统评估了高反照率土工布覆盖对乌鲁木齐河流域冰川消融的减缓效果。模拟结果显示，理想化全覆盖情景下冰川消融量可减少28%（单条冰川）至35%（流域尺度），且效果受局地气候地形条件影响显著。该研究为区域尺度冰川保护策略提供了科学依据，并指出需结合全球减排与本地干预的协同路径。
随着全球变暖加剧，高山冰川正以前所未有的速度消融。以天山山脉为例，其冰川物质损失速率达到全球平均水平的四倍，这不仅威胁到依赖冰川融水供应的干旱区水资源安全，还可能引发冰崩、冰川洪水等灾害。为应对这一挑战，人工覆盖技术（如高反照率土工布）已被尝试用于局部冰川保护，例如阿尔卑斯山区的滑雪场。然而，这种措施在更大尺度上的可行性、有效性及环境风险尚未得到系统评估。
为解决上述问题，中国科学院西北生态环境资源研究院的研究团队以天山乌鲁木齐河流域为研究对象，结合1988–2018年的长期观测数据，采用耦合雪冰表面能量与物质平衡模型（COSIPY）模拟了全流域冰川在理想化土工布覆盖情景下的响应。研究发现，若将冰川表面反照率提升至0.70（相当于土工布典型值），流域尺度冰川消融量可减少35%，单条冰川（如乌鲁木齐河源1号冰川，UGN1）消融量减少28%。敏感性分析进一步表明，土工布反照率每增加10%，消融减缓效果可提升至48%，而反照率降低10%仍能保持20%的减缓效果。该成果发表于《Advances in Climate Change Research》，为冰川保护策略的制定提供了关键科学依据。
研究主要依托以下技术方法：一是利用COSIPY模型模拟冰川能量-物质平衡过程，其中反照率参数化方案基于积雪老化与深度动态调整；二是融合ERA5再分析数据与地面站点观测，通过分位数映射进行降尺度校正；三是基于SRTM数字高程模型（30米分辨率）进行地形辐射校正；四是以乌鲁木齐河源1号冰川的长期物质平衡观测数据（36个测桩）验证模型可靠性。
4.1. 模型优化与评估
通过调整反照率、表面粗糙度等参数，COSIPY模型较好地重现了UGN1在1988–2018年的物质变化过程，模拟与观测值的相关系数达0.70，均方根误差为0.16毫米水当量。
4.2. UGN1实测物质平衡变化
1988–2018年间，UGN1东西支冰川均呈现持续物质损失，年均物质平衡分别为-486毫米水当量和-576毫米水当量，且1996年后消融加剧。
4.3. 冰川尺度人工覆盖效果
模拟显示，土工布覆盖使UGN1年均物质平衡从-334毫米水当量改善至-240毫米水当量，消融减缓率达28%，且显著延缓了物质损失趋势。
4.4. 流域尺度保护效果
流域尺度模拟表明，覆盖情景下冰川年均物质平衡从-366毫米水当量升至-238毫米水当量，消融减缓率为35%。子流域效果差异显著（23%–42%），与局地气候地形条件密切相关。
4.5. 敏感性分析
反照率扰动对消融减缓效果呈非线性影响：反照率提升10%时流域尺度减缓效果可达48%，而降低10%时仍保持25%以上的减缓能力，凸显材料反射性能的关键作用。
研究结论指出，尽管土工布覆盖在物理层面具有显著减缓消融的潜力，但大规模部署面临经济成本高昂（如覆盖乌鲁木齐河流域年成本约0.5–1亿美元）、物流挑战（如覆盖UGN1需4.56万工日）及环境风险（如微塑料污染）等限制。因此，作者强调需采取“全球减排+本地干预”的协同路径：一方面通过《巴黎协定》等框架推动碳中和目标；另一方面在关键区域（如滑雪场）开展针对性保护，并建立多利益相关方参与的管理机制。该研究为2025年“国际冰川保护年”提供了科学支撑，呼吁在保护性立法中纳入适应性技术干预条款，以实现生态保护与社会需求的平衡。
