新疆冰川及其径流模拟预估研究获新进展
发表日期:2026-05-09来源：新疆天山冰川国家野外科学观测研究站
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在亚洲中部干旱区，尤其是我国西北地区，水是制约经济社会发展的瓶颈。冰川作为重要的淡水资源库，在该区水资源体系中具有重要地位。然而，由于冰川本身的物理特性及边界条件的复杂性，通过物理模型对冰川变化模拟成为世界性难题。
在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下，新疆天山冰川国家野外科学观测研究站（以下简称“天山冰川站”）于2025年建成天山冰川站冰川模拟平台（Tianshan Glaciological Station Glacier Simulator，TGSGS）。平台建设内容主要包括：①在天山冰川站建设主平台1个，在阿尔泰山站建设分平台1个；②在天山（乌鲁木齐河源1号冰川、托木尔峰科其喀尔冰川）、阿尔泰山（拉斯特河源3号冰川）、帕米尔高原（慕士塔格峰16号冰川）和祁连山（扎子沟29号冰川）建成5座25 m综合观测塔，形成参照冰川观测网络。
TGSGS具有先进的冰川变化物理机制表征与多尺度集成策略，并与基于地基三维激光扫描（TLS）技术的参照冰川观测网络、冰雪消融关键过程研究低温实验室、TGSGS数据库有机结合，不仅成为天山冰川站的“镇站之宝”，也成为冰川水资源研究领域的“国之重器”。
TGSGS实行边建边运行机制，已支撑了多项国家重大任务，完成了对新疆五大主要水系（额尔齐斯河流域、准噶尔内流区、伊犁河流域、吐鲁番—哈密内流区和塔里木内流区）的冰川及其径流变化和潜力的模拟评估，取得一系列重大科技突破。
研究结果表明，额尔齐斯河冰川径流的基本特征如变化、拐点等，主要由中俄蒙三国边界的友谊峰（海拔4374 m）周围的冰川决定。布尔津河的冰川径流预计2030年起进入高值阶段，达到峰值后出现拐点，至2055年后高值期结束，开始快速衰减。额尔齐斯河其他流域，如哈巴河、喀拉额尔齐斯河、喀依尔特河、科布多河等冰川分布较少，冰川消失不会对河流径流总量造成太大影响。
准噶尔内流水系由诸多散流河流构成，冰川平均面积较小的河流拐点多已出现或即将出现，冰川径流处于快速下降阶段。冰川平均面积较大的河流拐点相对滞后，多集中在2035—2040年前后，具体来看，天山北麓河流可分2类：①包含博格达山北坡诸小河、乌鲁木齐河、头屯河、三屯河、塔西河、精河等，流域内以面积小于1平方千米的小冰川为主，个别冰川面积达到2—5平方千米，冰川融水占径流量3%—23%；②玛纳斯河、霍尔果斯河、安集海河、四棵树河等，流域内分布有许多面积5平方千米以上的较大冰川，冰川融水占到径流量的30%—50%。第一类小冰川补给河流，拐点已过或正处于临界状态，或将在2030年前达到拐点。大冰川补给河流，目前冰川消融正旺，拐点将出现在2035—2040年，之后冰川径流快速下降，对河流的补给和调节作用将会快速减弱。
伊犁河流域冰川数量和面积在全疆占有一定比例，目前冰川径流量约为20亿方，约占流域多年平均年总径流量的17.4%。2025—2050年为冰川径流的丰水期，冰川及其径流的变化对于冰川径流补给比例较少的河流，如霍尔果斯河、巩乃斯河等影响不甚明显。而对于特克斯河、库克苏河、喀什河等冰川融水补给较大河流的影响是短期内径流量将持续增加，长期会有所减少。
吐鲁番—哈密盆地属资源性缺水区。区域内冰川数量少、总面积与单个冰川平均面积均偏小，总体处于加速消融期。无论气候情景如何，至2040年后冰川径流均将迅速衰减。在当前冰川加速消融和不断消失背景下，该区水资源供给将持续恶化，未来将面临更加严重的水资源短缺与供需矛盾。
塔里木内流区冰川的产水潜力总体仍然很大，且目前处于冰川融水释放的上升阶段，融水尚未完全释放。按模拟结果，至21世纪60年代趋于稳定后，冰川径流在高位波动的态势可持续至2100年。塔里木内流区由多个源流汇集而成，各源流的冰川分布与特征存在差异，导致冰川径流贡献率与拐点时点存在显著差异，因而各流域的产水潜力亦不相同。
本研究基于TGSGS得到新疆五大水系的年均总冰川径流量为185.7亿方，由此估算出现阶段新疆年均总冰川径流量应为200亿方以上。
相关研究成果以《基于天山冰川站冰川模拟平台的新疆冰川及其径流模拟预估》为题发表于《中国科学院院刊》，中国科学院西北生态环境资源研究院李忠勤研究员为论文第一作者和通讯作者。
DOI: 10.3724/j.issn.1000-3045.20260402005
天山冰川站冰川模拟平台（TGSGS）
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