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納米材料為冰川蓋“被子” 拯救冰川行動進展良好
2021年11月17日 16:29:05
來源：化工儀器網 作者：江魚 點擊量：7968
納米材料覆蓋下，達古冰川正在慢慢恢復生機
【化工儀器網 行業百態】我國境內冰川眾多，多分布在西部地區。冰雪珠聯璧合，生物多樣性繁雜眾多。但近十年來，我國工業發展步伐加快，大型耗能工業設施、工程項目、日常生活等都給生態環境蒙上一層陰影。鮑蓋恩曾說過：“每一種技術，從鋤頭到反應堆，都會造成環境的某種破壞，這是技術的本性造成的。”目前冰川面臨的統一問題是：全球氣候變暖，冰川消融速度加劇。
2021年“雙碳”目標提出，我國開始追根溯源，降低不可再生資源的利用率，轉到清潔能源的上來。冰川拯救行動跟上改革腳步。近年來，一項拯救冰川實驗卓有成效，素有“冰川遺跡百花園”之稱的達古冰川保護項目成功實施。
冰川消融成河 固不住的“冰雪王國”
達古冰川位于四川省阿壩州黑水縣境內。這是我國青藏高原最東緣、第四紀冰期末期現代山地冰川，也是面積最大、全球海拔最低的現代山地冰川。達古冰川發育了13條現代冰川，總面積達6.04平方公里。其中做最大的冰川長達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，溫室效應加劇，最直接的影響就是冰川消融。從遙感衛星上看，過去五年，達古冰川消失了4條，現存冰川僅存10條，總面積為0.41平方公里，區域最大冰川面積僅為0.17平方公里。相比2012年達古冰川上發布的數據，如今的達古冰川總面積由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”反擊人類生態破壞。
冰川消融是達古冰川的核心問題。然而伴隨著還有技術性障礙。由于沒有建立專業長期的氣象站，達古冰川觀測、考察周期長，數據不準確，氣溫曲線趨勢監測不穩定，監測數據不詳細、覆蓋面不全等多個問題。
另外，讓人頭疼的還有實用性措施。此前，當地管理局曾招募冰川守望者，人工觀察、監測冰川變化。然而該活動只持續了兩年，只觀測卻毫無可實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驗室的科研隊對達古冰川進行人工措施和遏制減緩冰川消融的科學實驗，又稱為“太陽輻射干預”(以下簡稱“SRM”)。即科研隊在海拔約5000米的冰川消融區建立500平方米的試驗區，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到緩解冰川消融的目的。為達古冰川蓋被實驗與其有異曲同工之妙。
據研究人員介紹，土工布具有高反射率特點，減少了冰川與外界的潛熱通量、感熱通量，對冰川具有保溫作用。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”保護下，冰層隆起約一米的堅硬、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比。此外，研究人員還在冰川上安插桿子，根據桿子出露，判斷冰川消融程度。實驗結果觀測中，研究團隊發現，兩個多月時間內“蓋被子”區域的冰體消融速度減慢，與未覆蓋區域的冰體相比，“蓋被子”能夠減緩冰川消融厚度達到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
隨著實驗的不斷深入，“被子”材料由土工布納米材料所替換。據了解，南京大學關鍵地球物質循環前沿科學中心今年研制出一款名為“聚合物納米纖維薄膜”的新材料，其能夠實現低于環境溫度5℃至7℃的制冷效果。達古冰川實驗組利用該中心朱嘉教授提供的免費的納米纖維來替代土工布。研究組人員在天山1號冰川鋪上100平方米的納米纖維，31天內冰層增厚了72厘米；50天內冰層增厚140厘米。
土工布價格便宜，500g土工布可布鋪500平方米。價格大約五六千元。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，對環境更友好。據朱嘉介紹，如果用飛機噴灑納米顆粒，鋪陳價格可能比土工布還低。此外，觀測重新建立的兩個試驗場，土工織布區域減緩冰川消融厚度達1.5米；納米材料鋪設的區域有效減緩80%左右的冰川消融。
近日，研究組經無人機、三維激光掃描技術等測量手段測定，冰川消融速度明顯減慢，為冰川蓋被子被證實可行。
其實，近幾年來，冰川消融在全球范圍內上演。據聯合國2020年發布的《氣候變化中的海洋和冰凍圈特別報告》，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，相當于海平面每年上升了0.61毫米。預計2031年至2050年，全球范圍內的冰川質量損失會持續下去。
冰川拯救行動也迫在眉睫。多項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亮相。未來，拯救冰山行動遠不止于此。
編者按：全球變暖不僅是關乎生態環境以及生物多樣性，更重要是冰川的消融帶來的當地旅游市場疲軟以及相關地區人民福祉。從這一點來看，生態環境的輻射面廣而深。實際上，拯救冰川行動還需要更大層面上的認可和重視，比如實施專項撥款等措施，讓冰川“拯救者”有力前行。
（資料來源：達古冰川、知網、財新網、人民日報等）
（資料來源：達古冰川、知網、財新網、人民日報等）
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