本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
编者按:这是 Ulyana Horodyskyj 新系列的第二篇,她曾在一系列名为“攀登珠穆朗玛峰”的文章中记录了早先的尼泊尔探险,点击此处即可查看。Horodyskyj 的工作重点是确定沉降在巨大冰川上的空气传播颗粒物(如灰尘和烟尘)如何改变冰雪融化,这可能会影响气候变化以及当地的供水。本系列的其他文章“返回尼泊尔”可通过点击此处查看。
十月中旬,Hudhud 气旋袭击了印度东海岸,然后向喜马拉雅山脉方向移动。尼泊尔中部受灾尤为严重,两天内降雪超过三英尺。数十人在高山隘口丧生,徒步旅行者和向导猝不及防。
令人遗憾的是,秋季,尤其是十月,本应是尼泊尔山区徒步旅行的最佳时节:晴朗的蓝天,适宜的温暖气温,良好的步道条件。然而,去年这个时候,另一个气旋 Phailin 也袭击了印度,并一路北上喜马拉雅山脉,在尼泊尔东部的昆布(珠穆朗玛峰)地区倾泻了三英尺的积雪。由于暴风雨,我无法到达 Ngozumpa 冰川的冰川湖进行关于湖泊扩张和深化的主要研究,因此我调整了项目,转而研究雪中存在的污染物(黑碳和灰尘)及其对融雪的影响。
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今年,昆布地区因 Hudhud 气旋降雪约一英尺,足以使通往我在 Ngozumpa 冰川海拔约 15,500 英尺野外站点的道路变得异常艰难,Ngozumpa 冰川是尼泊尔最大的碎屑覆盖冰川之一,发源于卓奥友峰,地球上最高的山峰之一。步道早晨结冰湿滑,下午泥泞不堪。有一次我差点丢了一只鞋。当我从海拔约 9,500 英尺的卢克拉镇向上徒步时,我遇到了徒步旅行者 Joe Lazzaretti 和他的向导 Nawang Sherpa,他们来自 Unique Adventures,他们对我正在做的事情很感兴趣,因为我带着各种各样的装备和一个 40 磅重的背包。毕竟,哪个徒步旅行者会带着桨、皮筏、冰镐和两台笔记本电脑去珠穆朗玛峰?尽管我已经去过 Ngozumpa 冰川数十次,并且非常熟悉路线,但我还是很欢迎他们帮忙搬运装备,并在所有新雪中开路。
一旦我们到达冰川,我们发现一些湖泊部分结冰,而另一些则是开放水域。夏天季风季节期间,我将一些仪器留在了那里,以追踪水温、湖底的泥浆和陆地温度。挖掘它们被证明是相当费力的。
首先,我们必须前往这些地点,在雪地里“破洞行进”,或者说跌倒,有时雪深及膝,因为没有既定的步道。然后,我们必须破开薄冰才能到达漂浮在湖泊中央的浮标。陆地传感器需要用冰镐工作一个小时才能取出,因为它们被埋在地下约 1.5 英尺的泥土和岩石中,在气旋带来降雪和冰点以下温度后,泥土和岩石部分冻结。好消息是,它们都记录了良好的数据。
初步结果显示,“蓝色”湖泊的温度相当高,约为 45 华氏度,而“棕色”湖泊的温度相当低,约为 36 华氏度。“蓝色”湖泊中水中悬浮颗粒的尺寸比“棕色”湖泊小得多——可以想象成面粉——这导致了颜色差异。这是由于不同尺寸的颗粒物对光的反射或吸收方式不同造成的。
这种温度差异意味着蓝色湖泊具有更强的融化底部冰层的能力,仅仅是因为它更温暖。反过来,这会导致湖泊加深,因为底部越来越多的冰层融化。一个好现象是,如果有足够的时间,悬浮在水中的颗粒最终会沉淀到湖底,覆盖住冰层,这可以隔离冰层,防止过度融化。然而,一个仍然未知的重要问题是,覆盖在底部冰层上的泥浆有多厚:泥浆越厚,隔热效果越好。但这将是未来几年探险的任务,需要使用重型设备从深处拉起泥浆。与此同时,一旦我回到美国,我将根据我的野外数据,使用数值模型计算不同泥浆厚度下的冰层融化情况。
这项研究揭示了湖泊如何通过追踪温度、水位和深度随时间的变化,在海拔相对较低的 15,500 英尺的 Ngozumpa 冰川消融(融化)区促成冰川冰体积的损失。当我的两位队员 Karl 和 Evan 在几天后到达时,我们将继续前往 17,500 英尺处,对洁净的冰雪进行测量。使用一套光谱仪,我们将能够确定冰雪的反射率,并将这些地面结果与来自 MODIS(中分辨率成像光谱仪)的卫星数据进行比较,届时卫星将同时从头顶经过。
考虑到卫星在地面上的大覆盖范围或“像素”尺寸(约 1,500 平方英尺),我们将能够提供高分辨率数据,因为我们将根据具体情况,每隔 100 英尺或更短的距离在纵向样线上测量反照率。除了原位数据外,我还会收集雪样以检测污染物,就像我去年在昆布、纳尔普和安纳普尔纳地区所做的那样。在这次探险的这一段行程中,我们将进行露营,因此我将无法更新此博客,直到大约 10 天后我们返回。未来一周的天气看起来很稳定,所以这只是一个是否有毅力为了科学而攀登高峰的问题!
所有图片由 Ulyana Horodyskyj 提供