基于SNICAR模型研究黑碳对冰川反照率的影响

于辰璐

(兰州大学资源环境学院，甘肃 兰州 730000)

中国是中低纬度山地冰川最发育的国家[1]，青藏高原地区拥有除极地冰盖以外最大的冰川数量。然而，近50年来，中国西部82.2%的冰川处于退缩状态[2]，青藏高原及其周围地区的冰川面积显著减少[3]，对冰川退缩的研究和保护刻不容缓。

冰川反照率影响着冰川表面的热量平衡，它可以从新雪中的90%下降到黑雪中的20%[4]，是控制冰雪消融速率的决定性因素。冰川反照率的变化主要取决于冰雪的物理性质和太阳辐射[5]，大量的黑碳气溶胶在青藏高原高空与雪花混合，并随着降雪落在冰川上，使冰川表面变暗[6]；同时，它还能大大增强雪冰对太阳辐射的吸收[7]，导致反照率的降低，从而加剧冰川消融[8]。

研究表明，祁连山老虎沟12号地区自1957年开始呈现退缩趋势，截至2015年其退缩面积达到1.54 km2，占到冰川总面积的7.03%[9]。孙维君等[10]统计了2010年～2015年消融季(6月～9月)反照率的数值，发现其平均数值从0.52降低到0.43。李洋等[11]在2013年～2014年采取了4300 m～4950 m海拔上92个雪冰样本进行分析，得出黑碳对反照率降低的贡献率达到45%。

黑碳对反照率降低的贡献率可以用SNICAR模型进行定量模拟。该模型目前在青藏高原地区已经得到广泛应用，其性能也得到了印证[8]。SNICAR模型的模拟表明，在天山乌鲁木齐河源1号冰川，积累区黑碳和粉尘对反照率降低的贡献率分别为25%和7%[12]；天山西部的科其喀尔冰川中，黑碳对反照率降低的贡献占到了64%，导致的平均辐射强迫可达323.18 W/m2[13]，这在青藏高原区属于高值；……