納米材料為冰川蓋“被子” 拯救冰川行動(dòng)進(jìn)展良好

　　【儀表網(wǎng) 儀表下游】導(dǎo)讀：我國境內(nèi)冰川眾多，多分布在西部地區(qū)。冰雪珠聯(lián)璧合，生物多樣性繁雜眾多。但近十年來，我國工業(yè)發(fā)展步伐加快，大型耗能工業(yè)設(shè)施、工程項(xiàng)目、日常生活等都給生態(tài)環(huán)境蒙上一層陰影。鮑蓋恩曾說過：“每一種技術(shù)，從鋤頭到反應(yīng)堆，都會(huì)造成環(huán)境的某種破壞，這是技術(shù)的本性造成的。”目前冰川面臨的統(tǒng)一問題是：全球氣候變暖，冰川消融速度加劇。
 

　　2021年“雙碳”目標(biāo)提出，我國開始追根溯源，降低不可再生資源的利用率，轉(zhuǎn)到清潔能源的上來。冰川拯救行動(dòng)跟上改革腳步。近年來，一項(xiàng)拯救冰川實(shí)驗(yàn)卓有成效，素有“冰川遺跡百花園”之稱的達(dá)古冰川保護(hù)項(xiàng)目成功實(shí)施。
 

　　冰川消融成河  固不住的“冰雪王國”
 

　　達(dá)古冰川位于四川省阿壩州黑水縣境內(nèi)。這是我國青藏高原最東緣、第四紀(jì)冰期末期現(xiàn)代山地冰川，也是面積最大、全球海拔最低的現(xiàn)代山地冰川。達(dá)古冰川發(fā)育了13條現(xiàn)代冰川，總面積達(dá)6.04平方公里。其中做最大的冰川長達(dá)1600米，積厚60米，面積1.1平方公里。
 

　　然而，近年來溫室氣體大量排放，溫室效應(yīng)加劇，最直接的影響就是冰川消融。從遙感衛(wèi)星上看，過去五年，達(dá)古冰川消失了4條，現(xiàn)存冰川僅存10條，總面積為0.41平方公里，區(qū)域最大冰川面積僅為0.17平方公里。相比2012年達(dá)古冰川上發(fā)布的數(shù)據(jù)，如今的達(dá)古冰川總面積由1.46平方千米縮減至2020年0.8415平方千米，消失了88%。整片冰川變成碎片化分布。冰川正在飛速消退，以觸目驚心的“方式”反擊人類生態(tài)破壞。
 

　　冰川消融是達(dá)古冰川的核心問題。然而伴隨著還有技術(shù)性障礙。由于沒有建立專業(yè)長期的氣象站，達(dá)古冰川觀測(cè)、考察周期長，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，氣溫曲線趨勢(shì)監(jiān)測(cè)不穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不詳細(xì)、覆蓋面不全等多個(gè)問題。
 

　　另外，讓人頭疼的還有實(shí)用性措施。此前，當(dāng)?shù)毓芾砭衷心急ㄊ赝?，人工觀察、監(jiān)測(cè)冰川變化。然而該活動(dòng)只持續(xù)了兩年，只觀測(cè)卻毫無可實(shí)施性的措施是失敗的主要原因。
 

　　為冰川“蓋被子”  初見成效
 

　　2020年8月5日，西北研究院冰凍圈實(shí)驗(yàn)室的科研隊(duì)對(duì)達(dá)古冰川進(jìn)行人工措施和遏制減緩冰川消融的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，又稱為“太陽輻射干預(yù)”(以下簡稱“SRM”)。即科研隊(duì)在海拔約5000米的冰川消融區(qū)建立500平方米的試驗(yàn)區(qū)，用5至8毫米的隔熱反光材料土工織布覆蓋于冰川表面。
 

　　此前，曾有瑞士科學(xué)家將白色羊毛毯覆蓋在阿爾卑斯山Gurschengletscher和Rhone冰川上，利用羊毛毯遮擋和反射太陽輻射來達(dá)到緩解冰川消融的目的。為達(dá)古冰川蓋被實(shí)驗(yàn)與其有異曲同工之妙。
 

　　據(jù)研究人員介紹，土工布具有高反射率特點(diǎn)，減少了冰川與外界的潛熱通量、感熱通量，對(duì)冰川具有保溫作用。將其置于冰川表面，既能遮擋太陽光照及輻射，又能增加表面反照率。在“被子”保護(hù)下，冰層隆起約一米的堅(jiān)硬、透明冰層，與附近混雜著混雜著草、雪、石子等未覆蓋冰形成鮮明對(duì)比。此外，研究人員還在冰川上安插桿子，根據(jù)桿子出露，判斷冰川消融程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀測(cè)中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)多月時(shí)間內(nèi)“蓋被子”區(qū)域的冰體消融速度減慢，與未覆蓋區(qū)域的冰體相比，“蓋被子”能夠減緩冰川消融厚度達(dá)到1米，初步減緩70%左右的冰川消融。
 

　　納米材料成新途徑  減緩80%的冰川消融
 

　　隨著實(shí)驗(yàn)的不斷深入，“被子”材料由土工布納米材料所替換。據(jù)了解，南京大學(xué)關(guān)鍵地球物質(zhì)循環(huán)前沿科學(xué)中心今年研制出一款名為“聚合物納米纖維薄膜”的新材料，其能夠?qū)崿F(xiàn)低于環(huán)境溫度5℃至7℃的制冷效果。達(dá)古冰川實(shí)驗(yàn)組利用該中心朱嘉教授提供的免費(fèi)的納米纖維來替代土工布。研究組人員在天山1號(hào)冰川鋪上100平方米的納米纖維，31天內(nèi)冰層增厚了72厘米；50天內(nèi)冰層增厚140厘米。
 

　　土工布價(jià)格便宜，500g土工布可布鋪500平方米。價(jià)格大約五六千元。但土工布鋪陳一年后，顏色變深，反射率損失較大。相比之下，納米材料就不容易被污染，制冷效率更高，對(duì)環(huán)境更友好。據(jù)朱嘉介紹，如果用飛機(jī)噴灑納米顆粒，鋪陳價(jià)格可能比土工布還低。此外，觀測(cè)重新建立的兩個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)，土工織布區(qū)域減緩冰川消融厚度達(dá)1.5米；納米材料鋪設(shè)的區(qū)域有效減緩80%左右的冰川消融。
 

　　近日，研究組經(jīng)無人機(jī)、三維激光掃描技術(shù)等測(cè)量手段測(cè)定，冰川消融速度明顯減慢，為冰川蓋被子被證實(shí)可行。
 

　　其實(shí)，近幾年來，冰川消融在全球范圍內(nèi)上演。據(jù)聯(lián)合國2020年發(fā)布的《氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報(bào)告》，從2006年至2020年，就全球范圍來看，除格陵蘭島和南極洲以外的冰川每年損失2200億噸，相當(dāng)于海平面每年上升了0.61毫米。預(yù)計(jì)2031年至2050年，全球范圍內(nèi)的冰川質(zhì)量損失會(huì)持續(xù)下去。
 

　　冰川拯救行動(dòng)也迫在眉睫。多項(xiàng)阻止冰川消融的人工措施包括人工增雨、提升反照率、人工降雪等逐一登臺(tái)亮相。未來，拯救冰山行動(dòng)遠(yuǎn)不止于此。
 

　　編者按：全球變暖不僅是關(guān)乎生態(tài)環(huán)境以及生物多樣性，更重要是冰川的消融帶來的當(dāng)?shù)芈糜问袌?chǎng)疲軟以及相關(guān)地區(qū)人民福祉。從這一點(diǎn)來看，生態(tài)環(huán)境的輻射面廣而深。實(shí)際上，拯救冰川行動(dòng)還需要更大層面上的認(rèn)可和重視，比如實(shí)施專項(xiàng)撥款等措施，讓冰川“拯救者”有力前行。
 

　　(資料來源：達(dá)古冰川、知網(wǎng)、財(cái)新網(wǎng)、人民日?qǐng)?bào)等)