冰塔:人造冰川如何为地球上一些最干旱的地区供水

undefined
本内容由人工智能自动翻译。
  • 在融雪季节,冰川为印度和南美洲等地的社区和生态系统提供淡水来源。

  • 被称为“冰塔”的人造冰川可以在水资源匮乏的地区充当水源。

  • 冰塔建在最需要水的地方,靠近田地,其规模和形状使其特别高效、成本低廉且易于维护。

冰川不仅是壮观的气候变化的指标,因为它们会因全球变暖而萎缩和消失。对许多社区而言,它们也是不可替代的淡水来源。

在夏季融雪期,山地冰川表面的一部分会释放出水,这些水对下游山谷的生态系统至关重要,并为南美洲和印度等地的大型城市及工业提供水源。南美洲和印度。

但这些融水对许多偏远农村社区的饮用水和农作物灌溉同样至关重要,其中包括生活在拉达克河谷的居民。该河谷风光优美,全长470公里,夹在大喜马拉雅山脉和喀喇昆仑山脉之间,海拔最高可达4000米,居住着30万人。

这些标志性山脉拥有丰富的冰川,但大片地区也位于季风雨影区之内,这意味着雨水被山脉阻挡,这些地区极为干燥。拉达克河谷是世界上最干旱、最寒冷的山区之一,年降雨和降雪量很少超过100毫米,仅略多于撒哈拉沙漠,冬季气温可低至零下30摄氏度。

严重的缺水问题是生活在这片寒冷沙漠中的人们面临的根本性难题。他们的生存依赖于农作物的收成,而这些农作物一年中只能在短短几个月内种植,且常常依靠引流的冰川融水灌溉。然而,过去几十年的气候变化导致该地区的冰川以令人担忧的速度萎缩或彻底消失,从而进一步缩短了本已短暂的生长季。

应对这一问题的一个日益可行的方案是建造冰塔,即人造冰川,用于储存冬季的水,供春末和初夏的干旱月份使用,而这时融水十分稀缺。冰塔由工程师索南·旺楚克于2013年在拉达克发明,其理念是尽可能长时间地保存这座冰塔,使其在融化时,能在夏末真正的冰川融水重新流动之前,持续为田地供水。

论坛正在采取哪些措施应对全球水资源挑战?

增强地方韧性

我们的冰冻圈与气候变化研究小组正与新德里的尼赫鲁大学合作,开展一项研究,考察拉达克更广大地区的2200条冰川。我们发现,其中86%的冰川在过去42年间雪线高度上升了约300米。过去二十年间,这一上升速度已增至每年近10米。

加上冬季降水减少,这种状况已导致频繁且持续时间延长的干旱,目前正威胁农村社区赖以生存的农作物。不出所料,整个村庄已经被遗弃,或即将被遗弃。

更广泛的问题只能通过政府和整个社会的共同行动来解决,因此人们对第26届联合国气候变化大会(COP26)能取得积极成果寄予厚望。但是,任何能够补充这一有限且目前正在减少的冰川融水的解决方案,都有助于保障这些社区的可持续未来。

在当地,冰塔提供了一种解决方案,或至少是在短期内部分抵消冰川萎缩影响的途径。该方法采用基础且低成本的技术:先搭建由木材和钢材构成的圆锥形结构,然后利用重力而非电力,将雨季时从附近溪流中引出的水输送至结构顶部,并像喷泉一样向空中喷洒。

冰川是由水喷向空中后冻结而形成的。Image: 阿伯丁大学,作者提供

零下的低温会迅速使水在圆锥形结构上冻结,从而开始形成一团冰体。最终形成的形状与佛教佛塔典型的高耸、狭窄穹顶形状相同,因此名称中有“stupa”(佛塔)一词。由于暴露于阳光和温暖气温下的表面积被最小化,这种结构也减缓了后续的融化速度。

当较为温暖、干燥的生长季到来时,海拔较低的溪流会迅速干涸,直到六月冰川再次提供融水之前,可用水量都很少。正是在这一关键时期,冰塔开始融化,为生长季早期的灌溉提供宝贵的水源,并将种植季延长数周,这在这种极端的农业环境中至关重要。

建造人工冰储水并非新鲜事物,但过去这些冰储水设施形状效率较低,且建在山地更高处,难以管理。如今,冰塔建在最需要水的地方,就在村庄边缘、田地附近。其规模和形状使其特别高效、成本低廉且易于维护,每年能够产出数百万升水。

我们目前希望探索如何最好地利用佛塔应对这一问题。我们的项目仍处于起步阶段,一些技术环节仍需进一步改进。这包括在拉达克地区及世界其他地区寻找更多选址、防止供水管道中的水结冰,以及如何最好地将水分配给众多村庄和其他用户。通过与当地冰塔团队和研究同仁建立长期合作,我们希望提供部分解决方案。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。