冰川到农场：气候风险和容量评估及建议

核心观点与关键数据

气候变化正加速中亚和西亚冰川融化，威胁长期水资源安全和农业生产力。亚洲开发银行通过绿色气候基金的支持，对库拉、纳伦、皮亚内和斯瓦特四个代表性流域进行了冰川风险评估，作为“冰川到农田”（G2F）项目的初步试点。

研究方法与区域概况

评估分析了40年的气象记录，检测了山区和低洼地区的温度、降雨和降雪的空间和时间变化。使用历史数据对全球气候模型进行偏差校正，并通过统计聚类生成流域特定的预测，重点关注冰川、积雪和多年冻土地区。四个试点流域（库拉、纳伦、皮亚内和斯瓦特）涵盖了中亚和西亚多样的冰川和水文条件，展示了海拔、冰川质量和降雪持续时间如何塑造区域水资源和风险。

区域气候预测

• 温度：自20世纪80年代初以来，大气变暖加剧，1981年至2020年，大气温度每十年上升约0.4°C，西部地区和高加索地区最为显著。预计未来将继续上升，夏季变率增大，冬季变率减小，极端高温事件更频繁。
• 降水：历史降雨趋势不稳定且微弱。北半球积雪显著减少，预计将继续下降。模型预测冬季更湿润，夏季更干燥，暴雨更强烈，里海以东夏季略有增加， CENTRAL ASIA 到 late century 年降水量增加。
• 湿度：比湿增加，相对湿度下降，因 warmer air holds more moisture。高排放下，高加索地区平均下降6%至8%，其他地区下降2%至6%。
• 水资源：有效降水量（降水量减去潜在蒸发量）呈下降趋势，但统计不确定性高，每十年下降高达50毫米。预计春季积雪和冰川融水减少，冬季蒸发蒸腾量增加，土壤湿度和补给量下降，东部部分地区土壤湿度略有增加。
• 冰川：高加索地区冰川融化最快。有限的花岗岩脉推进未延伸至中亚；东部帕米尔高原融化较慢。模型预测高排放下冰川加速消失，小高加索冰川到2100年几乎完全消失，多年冻土退化，河流流量改变，长期自然储水减少。

流域级气候预测

G2F流域内，到本世纪末温度预计上升3°C至5°C，加速冰川、积雪和多年冻土的消失。季节性水资源变化，早春积雪融化和河流峰值，而更热的夏季增加干旱风险和水需求。尽管部分地区冬季降水可能增加，但整体水资源减少，冰川融水减少。

研究结论

• 持续的区域变暖：自20世纪中期以来，G2F区域变暖持续，预计将继续。夏季温度升高导致雪融加速和冰川消失。东部帕米尔和喀喇昆仑山部分地区冰川质量平衡增加可能是短暂的异常。
• 广泛的冰川退缩：该区域大部分冰川萎缩。库拉、纳伦和西部、中部皮亚内流域退缩普遍，东部皮亚内损失较慢。纳伦和斯瓦特流域快速融化暂时维持了河流流量，但这不会持久。库拉流域冰川较少，但降雪减少，水资源减少。
• 预测温度上升：到本世纪中后期，区域温度预计上升3°C至5°C，皮亚内和纳伦流域升温最强烈。持续冰川退缩、早春积雪融化、降雨取代降雪的趋势预计，但降水模式仍不确定。
• 长期影响：这些变化将维持冰川消失，扩大冰川湖和洪水风险，加速多年冻土融化，增加崩塌和滑坡。随着时间的推移，这些变化将通过减少冰川河流的可靠性、增加与洪水相关的基础设施损坏，侵蚀水资源安全、水力和农业生产力。

能力限制

G2F区域内监测和管理气候和水资源风险的能力不均衡。评估审查了六个关键领域（水文气象观测、预警、冰川监测、数据管理、协调和未来能力发展）的研究和政府能力，以确定限制有效气候风险管理区域合作的一般限制因素。

建议

• 物理适应措施：侧重于管理水资源、稳定脆弱的山地系统、降低灾害风险。结合工程和基于自然的解决方案，增强农业、水力和生态系统在气候变化和水文条件变化下的适应能力。
  • 水存储和效率：建设修复水坝和水库，扩大山区储水；现代化灌溉系统；减少分配系统中的渗漏和蒸发损失；鼓励土地整理支持高效灌溉管理。
  • 农业适应：推广抗旱和气候适应作物品种和耕作方式；应用作物模型测试未来情景下的灌溉和管理方案；改善农业气象数据获取。
  • 监测和预报：安装自动水文气象和量测站，连接预警系统；加强国家雪融和径流建模能力。
  • 水质和多样化：投资地下水管理和补给系统；推广雨水收集和废水再利用；在淡水稀缺地区探索海水淡化；提升实验室能力监测水质和污染物。
  • 洪水和流域管理：在易损区实施防洪和土地利用规划措施；使用基于自然的解决方案，如植树造林、湿地恢复和改进放牧管理；建立流域和生物多样性管理计划，保持水分和减少侵蚀；种植林带减缓径流，补给地下水，减少水库淤积。
• 能力建设和研究措施：旨在弥补限制区域气候风险管理的数据、协调和技术技能差距。强调长期系统强化——更好的监测、数据共享和培训，支持可持续适应规划。
  • 水文气象：扩大高山积雪监测，改进雪深和密度测量；使用地面数据验证遥感工具；增加水文和农业气象站的自动化和覆盖范围；将地下水监测纳入国家水文系统并使数据可及；数字化历史水文气象档案并分配长期管理给研究机构。
  • 预警系统：扩大洪水、雪崩、泥石流和冰川湖溃决的覆盖范围；改善地方警报机制（警报器、定向信息）；确保项目后维护预警基础设施；增强实时跨境数据共享。
  • 冰川监测：发布并定期更新国家冰川清册；使用现代仪器（自动气象站、雷达系统、全球定位系统）改进高山冰川监测；扩大3,500米以上积雪和冰数据收集；投资同位素和雪化学分析以追踪融水来源；通过联合国教科文组织附属的中亚冰川学中心加强区域协调。
  • 数据管理：加速自动化和数字数据收集；标准化和数字化历史记录以便于访问；推广研究人员和学生的开放或低成本数据访问；改善国家数据系统之间的互操作性。
  • 协调和合作：加强跨界数据共享协议，特别是预警；明确机构职责，减少国家机构之间的重叠；利用现有合作框架（如国际水利合作委员会、丘-塔拉斯协议）；将区域合作制度化，超越项目周期；开发未来能力；扩大地理信息系统、遥感、水文学、冰川学、预报和气候建模的培训；升级研究设施和设备；支持学术合作（如联合硕士项目）以培养长期专业知识；加强与国际研究中心和大学的联系；使能力建设计划与水文气象和灾害管理机构的需求保持一致。