纳米材料为冰川盖“被子” 拯救冰川行动进展良好
- 2021/11/18 8:51:15 20266
- 来源：化工仪器网
【仪表网 仪表下游】导读：我国境内冰川众多，多分布在西部地区。冰雪珠联璧合，生物多样性繁杂众多。但近十年来，我国工业发展步伐加快，大型耗能工业设施、工程项目、日常生活等都给生态环境蒙上一层阴影。鲍盖恩曾说过：“每一种技术，从锄头到反应堆，都会造成环境的某种破坏，这是技术的本性造成的。”目前冰川面临的统一问题是：全球气候变暖，冰川消融速度加剧。
2021年“双碳”目标提出，我国开始追根溯源，降低不可再生资源的利用率，转到清洁能源的上来。冰川拯救行动跟上改革脚步。近年来，一项拯救冰川实验卓有成效，素有“冰川遗迹百花园”之称的达古冰川保护项目成功实施。
冰川消融成河 固不住的“冰雪王国”
达古冰川位于四川省阿坝州黑水县境内。这是我国青藏高原最东缘、第四纪冰期末期现代山地冰川，也是面积最大、全球海拔最低的现代山地冰川。达古冰川发育了13条现代冰川，总面积达6.04平方公里。其中做最大的冰川长达1600米，积厚60米，面积1.1平方公里。
然而，近年来温室气体大量排放，温室效应加剧，最直接的影响就是冰川消融。从遥感卫星上看，过去五年，达古冰川消失了4条，现存冰川仅存10条，总面积为0.41平方公里，区域最大冰川面积仅为0.17平方公里。相比2012年达古冰川上发布的数据，如今的达古冰川总面积由1.46平方千米缩减至2020年0.8415平方千米，消失了88%。整片冰川变成碎片化分布。冰川正在飞速消退，以触目惊心的“方式”反击人类生态破坏。
冰川消融是达古冰川的核心问题。然而伴随着还有技术性障碍。由于没有建立专业长期的气象站，达古冰川观测、考察周期长，数据不准确，气温曲线趋势监测不稳定，监测数据不详细、覆盖面不全等多个问题。
另外，让人头疼的还有实用性措施。此前，当地管理局曾招募冰川守望者，人工观察、监测冰川变化。然而该活动只持续了两年，只观测却毫无可实施性的措施是失败的主要原因。
为冰川“盖被子” 初见成效
2020年8月5日，西北研究院冰冻圈实验室的科研队对达古冰川进行人工措施和遏制减缓冰川消融的科学实验，又称为“太阳辐射干预”(以下简称“SRM”)。即科研队在海拔约5000米的冰川消融区建立500平方米的试验区，用5至8毫米的隔热反光材料土工织布覆盖于冰川表面。
此前，曾有瑞士科学家将白色羊毛毯覆盖在阿尔卑斯山Gurschengletscher和Rhone冰川上，利用羊毛毯遮挡和反射太阳辐射来达到缓解冰川消融的目的。为达古冰川盖被实验与其有异曲同工之妙。
据研究人员介绍，土工布具有高反射率特点，减少了冰川与外界的潜热通量、感热通量，对冰川具有保温作用。将其置于冰川表面，既能遮挡太阳光照及辐射，又能增加表面反照率。在“被子”保护下，冰层隆起约一米的坚硬、透明冰层，与附近混杂着混杂着草、雪、石子等未覆盖冰形成鲜明对比。此外，研究人员还在冰川上安插杆子，根据杆子出露，判断冰川消融程度。实验结果观测中，研究团队发现，两个多月时间内“盖被子”区域的冰体消融速度减慢，与未覆盖区域的冰体相比，“盖被子”能够减缓冰川消融厚度达到1米，初步减缓70%左右的冰川消融。
纳米材料成新途径 减缓80%的冰川消融
随着实验的不断深入，“被子”材料由土工布纳米材料所替换。据了解，南京大学关键地球物质循环前沿科学中心今年研制出一款名为“聚合物纳米纤维薄膜”的新材料，其能够实现低于环境温度5℃至7℃的制冷效果。达古冰川实验组利用该中心朱嘉教授提供的免费的纳米纤维来替代土工布。研究组人员在天山1号冰川铺上100平方米的纳米纤维，31天内冰层增厚了72厘米；50天内冰层增厚140厘米。
土工布价格便宜，500g土工布可布铺500平方米。价格大约五六千元。但土工布铺陈一年后，颜色变深，反射率损失较大。相比之下，纳米材料就不容易被污染，制冷效率更高，对环境更友好。据朱嘉介绍，如果用飞机喷洒纳米颗粒，铺陈价格可能比土工布还低。此外，观测重新建立的两个试验场，土工织布区域减缓冰川消融厚度达1.5米；纳米材料铺设的区域有效减缓80%左右的冰川消融。
近日，研究组经无人机、三维激光扫描技术等测量手段测定，冰川消融速度明显减慢，为冰川盖被子被证实可行。
其实，近几年来，冰川消融在全球范围内上演。据联合国2020年发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》，从2006年至2020年，就全球范围来看，除格陵兰岛和南极洲以外的冰川每年损失2200亿吨，相当于海平面每年上升了0.61毫米。预计2031年至2050年，全球范围内的冰川质量损失会持续下去。
冰川拯救行动也迫在眉睫。多项阻止冰川消融的人工措施包括人工增雨、提升反照率、人工降雪等逐一登台亮相。未来，拯救冰山行动远不止于此。
编者按：全球变暖不仅是关乎生态环境以及生物多样性，更重要是冰川的消融带来的当地旅游市场疲软以及相关地区人民福祉。从这一点来看，生态环境的辐射面广而深。实际上，拯救冰川行动还需要更大层面上的认可和重视，比如实施专项拨款等措施，让冰川“拯救者”有力前行。
(资料来源：达古冰川、知网、财新网、人民日报等)
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