高山亚洲冰碛覆盖冰川的质量损失推动了小型冰上湖的扩张，并改变了包括冰湖溃决洪水在内的危险过程的发生模式。不同于具有较大蓄水量、易被监测的大型冰湖，小型冰上湖虽然单体规模较小，但数量众多、空间分散且变化迅速，其突发扩张、连通及排水过程可能触发难以预警的冰湖溃决洪水及泥石流等灾害过程，正在改变高山区域危险事件的发生模式。

近期，我校邱海军教授联合捷克等国内外科学家组成的科研团队，通过整合2016—2024年东喜马拉雅地区萨加玛塔区域日尺度数据，分析了小型冰上湖（面积 > 0.045×10⁴ m²）的面积变化特征。结果表明，小型冰上湖的面积以5.90 ± 1.49 × 10⁴ m²·yr⁻¹ 的平均速率持续扩张。自2022年10月起，研究区冰上湖面积出现异常扩张现象，总湖泊面积达到研究期间最大值，较第二个峰值年份（2020年）高出 67.35%。冰上湖的季节性波动与全球气温的短期变化表现出明显同步性。以往的研究表明，高山亚洲地区冰上湖的扩张趋势仍将持续。鉴于其对气候变化具有快速响应特征，小型冰上湖有望为水文脉冲事件和极端气候事件的早期预警框架建设提供重要支撑。

• 小型冰川表面湖泊为什么危险？

小型冰川表面湖泊是高山亚洲冰川水文变化中最活跃且易被忽视的单元。这些湖泊可在短时间尺度内完成蓄水、连通和排泄，并通过改变冰川表面水系控制融水输运过程。长期观测显示，研究区2000年以来发生的7次冰湖溃决事件中，5次与冰川表面湖泊有关，说明传统依赖大型终碛湖的风险评估体系可能低估了快速演化的小型冰湖危险性。

图1｜萨加玛塔国家公园湖泊演化与地质灾害示意图。

• 如何捕捉冰川表面湖的动态特征？

团队使用13,135景PlanetScope影像，人工判读9个冰川群的水面边界，该项研究并非针对湖泊的一次制图，而是持续跟踪监测了1493个湖泊的完整生命周期，结果显示研究区内湖泊生命周期极短，且对尺度高度敏感。1493个湖中只有98个在整个研究期持续存在；62.16%仅维持1-3年。湖泊的动态波动性可达四倍，部分湖泊甚至可达数十倍。

图 2 | 2016–2024年冰川表面湖泊的空间分布、时间动态变化及生命周期特征。

• 从单湖溃决到群发级联：气候变暖背景下小型冰上湖新型灾害链。

研究表明冰川上湖泊的排水和蓄水过程并不是独立发生，以冰川群9为例，上游湖1在2020年9月达到峰值后于10月快速排水；湖2随后蓄水，在2022年8月达到峰值并排水；湖3又在2023-2024年出现相似的蓄泄循环。湖水不是消失了，而是在冰面水网中向下游重新分配。而这种分配过程揭示了小型冰上湖之间潜在的水文连通关系，使单个湖泊的排水事件演变为多湖协同响应的级联过程。上游湖泊的快速泄水可为下游湖泊提供持续水源补给，改变其蓄水节律，并通过连续的蓄积—释放过程放大区域尺度的水文波动。因此，小型冰上湖灾害风险不应仅关注单一湖泊的突发排水，而应从冰面水文网络视角认识其群发性排水和灾害链效应。

图3 | 冰川表面湖泊之间的水文连通性及级联排水过程。

• 冰川上湖泊的长期演替规律和异常信号。

典型年份中，冰川表面湖泊表现出与季风周期同步的季节性蓄泄变化。季风前期，升温增强表面融水供给，驱动湖泊初始蓄水，同时融水向冰内和冰下系统渗透，可能通过降低基底摩擦促进冰流响应；季风期，温度升高与降水增强共同推动融水输入，湖泊面积达到年内峰值，并进入快速扩张与排水高风险阶段；秋冬季节，随着融水补给减少及冻结作用增强，湖泊逐渐收缩并进入低活跃冻融阶段。这解释了为何风险会在季风期集中。高温、降水、融水侵蚀以及碎屑覆盖下本就脆弱的冰坝或冰碛体，会一起削弱湖岸稳定性。而在研究的完整观察期，我们发现了2022-2023年期间不同以往的湖泊面积异常现象。即2022年10月至2023年2月，九个冰川群的日平均湖泊总面积达到1.811km2，而其他年份的第二高峰仅为1.0824km2，高出67.35%。

图4 | 地表水资源、站点气温、降水量及太平洋海表温度异常的时间序列特征。

• 海温异常相关的早期信号？既要关注，又要避免过度解读。

当冰川表面湖泊形成稳定的冻融循环并具备连续观测条件时，我们观测到了喜马拉雅山脉冰上湖泊与全球变暖的同步性。而这种同步性并非来源于简单的因果关系，而是全球变暖的新证据。鉴于高海拔地区对全球变暖效应更敏感，因此本文给出的答案是青藏高原湖泊的扩张有望成为全球异常气候的早期信号，但是这种预测框架的建立需要更多学者开展更多的研究进行共同研判。需要更多区域的观测和实地考察数据，形成完整的大尺度冰冻圈-大气-海洋耦合过程，因此未来的研究将聚焦于喜马拉雅山脉实地观测数据、大区域的水文数据、气温和降水等数据等耦合背景下的全球变暖早期预警模型。

图5 | 冰川表面湖泊面积与季风水汽输送及海表温度异常之间的遥相关关系。

该成果以“Unraveling daily dynamics of supraglacial lakes in response to hydrological pulses and anomalous climate signals” 为题发表在国际知名期刊Nature Communications上。该研究由西北大学邱海军教授领衔的国际团队合作完成，第一作者为邱海军教授团队2024级博士研究生宋建。共同第一作者包括捷克查理大学Adam Emmer教授、中国科学院青藏高原研究所张国庆教授。西北大学王宁练教授、博士研究生刘雅、杨国庆、以及梁懿文参与了研究。研究得到国家自然科学基金资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-75669-3