2.3. Данные по массовому балансу
Баланс массы ледников является ключевым звеном между ледниками, гидрологией и водными ресурсами. До недавнего времени записи измерений годового баланса массы на местах существовали только для ≤0,5% ледников во всем мире. Наш анализ глобального и регионального баланса масс был основан на последнем наборе данных, содержащем все доступные прямые и геодезические измерения баланса масс, разработанные Zemp et al. (2019). Этот набор данных был использован в качестве эталона для оценки глобальных потерь массы ледника в СРОКК (IPCC, 2019 ). Оценки неопределенности для набора данных были получены на основе комплексного анализа ошибок (Zemp et al., 2019). Плотность льда предполагается равной 850 кг м-3 .
2.4. Метеорологические данные
Ежемесячная ЭРА-промежуточная ( Dee et al., 2011 ) результаты были использованы для изучения тенденций изменения среднегодовой температуры и общего количества осадков в 1980-2015 годах. Вслед за Джонсом и др. (2017), мы пересчитали промежуточные данные ERA на сетку разрешения 0,5° × 0,5° с помощью метода билинейной интерполяции оператором климатических данных ( Schulzweida, 2019). Мы вывели тренды среднегодовой температуры и годового общего количества осадков в глобальном масштабе на основе линейной регрессии.
В предыдущих исследованиях была изучена реакция ледников на климатический режим с разрешением 0,5° × 0,5°, в котором они предполагали, что климатические данные согласованы в каждой сетке ( Sakai and Fujita , 2017, Sakai et al., 2015). Средние значения каждой климатической переменной для каждого ледникового региона были рассчитаны с использованием Весов, зависящих от оледеневших областей (в КМ 2 ) в каждой ячейке 0,5° × 0,5° (глубина цвета на фиг. 1 ), а именно:(2)ΔW=∑i=1nai×ΔCi∑i=1naiгде Δw-региональное среднее значение каждой климатической переменной (годовая средняя температура, годовая сумма осадков, линейный тренд среднегодовой температуры и годовых осадков), а i-площадь оледенения в каждой ячейке в КМ 2 ( Рис.2). 1).
3. Результаты
3.1. Глобальные закономерности изменения площади ледников в региональном масштабе
Наши результаты показывают, что общая площадь ледников в мире сокращалась в среднем на 0,18% в год в течение 1980-2015 годов. Величина снижения площади ледника для разных регионов существенно различалась ( Рис.1). 1). Как правило, ледники, расположенные на низких широтах (0°-30°), демонстрируют более высокие темпы роста, чем ледники, расположенные на средних широтах (30°-60°), а ледники с высокими широтами (>60°) демонстрируют самые низкие темпы роста в Северном и Южном полушариях.
Тропические Анды, определяемые как регион низких широт в RGI, являются местом нахождения более 99% всех ледников, обнаруженных в тропических районах. В этом регионе ледники имеют решающее значение для местных водных бюджетов, сельскохозяйственного производства, гидроэнергетики и здоровья экосистем ( Vergara et al., 2007). Андские города на высотах выше 2500 м сильно зависят от водоснабжения с ледника, чтобы компенсировать нехватку воды в засушливый сезон ( Bradley et al., 2006). Фактически, большинство ( почти две трети) населения Перу, проживающего в относительно сухом Тихоокеанском боковом бассейне, используют андские ледники для получения большей части водных ресурсов (Drenkhan et al., 2015). Эти ледники отступали самыми быстрыми темпами (-1,6% в год) в мире.
На средних широтах Северного полушария, включая Центральную Европу, западную Канаду и США, также наблюдалось сильное сокращение ледников. Наши результаты показывают, что темпы сокращения площади ледников составляют приблизительно 1,2% в год, что указывает на то, что отступление альпийских ледников в Европе происходило с одной из самых высоких темпов в мире с 1980 года. Годовая скорость сокращения площадей в Западной Канаде и США составляла 0,53% в год в период 1980-2015 годов. Однако некоторые субрегионы, такие как центральное побережье и хребет Винд-Ривер, достигали более 1% в год ( Bolch et al., 2010, Thompson et al., 2011). В Южном полушарии площадь ледников, расположенных в Новой Зеландии, испытывала темпы сокращения на 0,69% в год. Хотя площадь ледников южных Анд уменьшалась со скоростью 0,18% в год, все подрегионы ледников уменьшались со скоростью более 0,5% в год, за исключением тех, которые находятся в патагонском ледовом поле, которое является третьим по величине ледовым массивом в мире ( Таблица 1 ).
Высокоширотные ледники, особенно в приполярных регионах, демонстрировали самые низкие темпы сокращения площади ледников. До сих пор площадь ледников на периферии Гренландии, Арктической Северной Канады, Арктической Южной Канады, а также Антарктики и Субантарктики уменьшалась на 0,1% в год. Кроме того, площадь ледников в высоких широтах Северного полушария, включая Аляску, Скандинавию, Исландию, российскую Арктику и Шпицберген, демонстрировала скорость усадки не более 0,3% в год.
Изменения площади ледника в значительной степени определяются размером ледника, что означает, что небольшие ледники, как правило, страдают от более значительного сокращения площади, чем крупные ( Wang et al., 2009, Ye et al., 2003). Эти небольшие ледники расположены в Центральной Европе и тропических Андах, но более крупные ледники, такие как те, что расположены в полярном регионе, как правило, демонстрируют меньшие темпы сокращения площади.