人类依附地球生存，地球因为有了人类而更加丰富。近年来，气候变暖、空气质量恶化、土壤污染、自然资源开采过度等状况的出现，给人类的生活与自然环境造成了损害与威胁。
世界地球日（World Earth Day），是一项世界性的环境保护活动。1970年4月22日，在美国的盖洛德·尼尔森和丹尼斯·海斯的倡议和组织下，美国数十万群众参与了“地球日”这个重要的活动，呼吁创造一个清洁、简单、和平的生活环境。在1990年4月22日，全世界140多个国家，超过2亿人参与了“地球日”的活动。从1990年开始，我国每年都进行“地球日”的纪念宣传活动。
地球是人类的家园，她不仅以丰富的资源哺育万物，还创造出众多壮丽的自然奇观，冰塔林就是其中一种。在过去的50年间，珠穆朗玛峰（以下简称“珠峰”）北坡的冰塔林正在悄然发生变化，这与气候变暖有一定的关系。在2015年世界地球日到来之际，希望此文能够唤起人们对地球家园的关注与保护。
三次难忘的冰塔林之行
冰塔林是北半球中低纬度冰川区域的一种特殊的自然现象，是大自然给人类创造的壮丽奇观，珠峰北坡的冰塔林是富有代表性的景观。自1966年以来，我因科学考察之需，曾经8次进入珠峰地区考察，其中，于1966年、1975年和1980年春前后3次进入冰塔林区域。
1966年春，我第一次来到珠峰北坡进行科学考察。5月下旬的一天，我陪同其他三位队友进入中绒布冰川海拔5300～5600米地区，采集冰雪样品。
当年26岁的我，年轻，好奇心强，在进入冰塔林区后，几乎每前进一步都有新的景观震撼着我。一人多高宛如骆驼的冰塔、幽深宛如蛟龙巨嘴的冰洞、斜卧在山坡上的“冰笔架”，都是前所未见的奇观。在海拔5600米附近，一片高低错落的冰塔林展现在我的眼前，仿佛是安徒生童话里的冰雪宫殿。
1975年春，我第二次来到珠峰北坡考察。3月中旬，我带队去中绒布冰川，配合新华社和体育报记者拍摄新闻照片。在海拔5300米左右，我们进入了冰川区，沿途的冰塔林风光深深吸引了大家。在快到海拔5400米时，面前一幅壮观的画面把我们的目光凝固住了：宽阔的冰湖在阳光照射下闪闪发光，冰湖被多座高高的冰塔林环绕，目测高差可达50米以上，前面的队友正穿行通过它，这一幕让我至今难忘。
1980年4～5月，我带队在珠峰北坡进行科学考察。同期，上海科学教育电影制片厂在珠峰北坡冰川区拍摄《中国冰川》科教片。当时为了配合科教片的拍摄，我带领7名科考队员从海拔5300米的山口出发，越过海拔5900米的营地，直接到达海拔6000米的冰塔林区，并且在当天返回了大本营。这次活动虽然任务艰巨，但好在有惊无险。当时由于时间太紧张，我没有更多时间欣赏冰塔林和拍照片，但我的感觉告诉我，冰塔林与1975年的情况大同小异。
后来，我的队友们曾经于1990年、1992年、2004年和2005年的春季进入珠峰北坡冰塔林区域。我们在科学考察研究的同时，也拍摄了不同时期冰塔林的照片。仔细研究这些照片，从中可以看到几十年中冰塔林本身的变化。
解读神奇壮丽的冰塔林
珠峰北坡的冰塔林非常美丽壮观。那么，是否所有的冰川中都有如此神奇美丽的冰塔林呢？答案是否定的。
冰川地貌学家王富葆、王宗太、施雅风等在《珠穆朗玛峰地区科学考察报告（1966～1968）—现代冰川与地貌》一书中指出，大规模的冰塔林景象仅仅是位于中低纬度的喜马拉雅和喀喇昆仑山区的特殊冰川地貌奇观，而在纬度较高的昆仑山、天山、祁连山，低纬度赤道附近的乞力马扎罗山和南美洲的安第斯山地区，尽管也有一些类似山岗状的冰丘陵或冰雪柱，但没有大规模的冰塔林出现。
为什么珠峰北坡的冰塔林会如此奇特呢？
根据冰川地貌学家王富葆等的文章，综合气象学家在珠峰的有关观测资料，我认为，形成像珠峰北坡那样千姿百态的冰塔林，必须有如下三个条件：
1. 要有适当坡度的地形，才有利于冰川在运动过程中产生多种褶皱和断裂的状态，以形成冰塔林的雏形。一般说来，应在15°到30°的坡度； 坡度超过30°，甚至更大，就形成瀑布冰川了；坡度小于15°，冰川不会褶皱和断裂。
2. 在消融季节，要有适当的太阳辐射和适当的太阳高度角(70°～80°)，才能使冰面上的不同部位消融不同，尤其是使得冰面的低凹处接受较多的热量，消融强烈，才逐渐形成冰塔的高低错落。
3.在消融季节，要气候干燥，冰塔才容易出现升华现象（即由固态直接转化为气体状态）。而且在冰塔雏形的不同高度风速不同，才能使得不同高度的固态转化为气态的量明显不同，才容易形成高低错落的奇特外观。
这3个条件中，第一个条件容易满足，但第二、第三个条件就不容易了。比如，在纬度太低的地区，太阳辐射太强，太阳高度角太高，冰面很容易融化，冰面不同部位的融化相差不大，不易形成高低错落的冰塔林；在高纬度的北极地区，太阳辐射太弱，高度角太低，也不容易形成高低错落的冰塔林，而是常见的冰川了。
TIPS:珠峰北坡形成冰塔林具有得天独厚的条件
根据冰川气象学家观测，在珠峰北坡海拔5300～6000米，由于冰川运动常常形成褶皱和断裂，形成了冰塔林的雏形。春夏季，太阳辐射强，且太阳高度角在70°～80°，容易照射到冰面的不同部位，尤其是低凹处。风速在冰面不同高度上差异很大，冰面最高处的风速可比最低处的风速大2～4倍。风速越大，冰的气化量越大，耗费的热量很大，剩余热量消融的冰量非常小；风速越小，消耗热量越小，消融的冰量则越大。冰面高低处的这种消融差异，使得冰塔越来越高，形状越来越奇特，造就了珠峰北坡的冰塔林奇观。
气候变暖与珠峰北坡冰塔林变化的关系
珠峰北坡地区（以距离珠峰北坡大本营约60千米的定日站为代表）自1971年到20 09年的39年中，气温增加了0.90℃（表1、图1）。珠峰北坡气候变暖对于冰塔林有什么影响呢？我们从解读冰塔林的成因中可以推测一些端倪。
我们知道，冰塔林是中低纬度冰川中的特殊地理现象，其主要原因之一是与太阳辐射强度密切相关，而中低纬度与低纬度太阳辐射的差异又主要体现在气温的不同。随着珠峰地区气候变暖，这就相当于珠峰北坡的纬度降低了，慢慢接近低纬度的气温状况。因此，冰塔林的融化会逐渐加剧，出现壮丽冰塔林的海拔高度会逐渐升高。
下面我们将通过珠峰气温变化与冰塔林的历史资料来讨论彼此之间的关系。
1966～1980年：珠峰北坡的冰塔林发育良好， 冰塔林高差在3 0 ～ 5 0米，冰湖、冰蘑菇现象很普遍，这与在此期间气温没有什么变化有关。
1981～1990年：珠峰冰塔林也没有明显变化，冰塔林高差在30米以上。
1992年：在海拔6000米的冰塔林已经有了融化现象，冰塔融化后形成了冰挂。
2004年：2004年，中国科学探险协会主办清洁珠峰活动，拍摄到了海拔6400米的冰塔林，显而易见，一方面有部分地方融化，另一方面，冰塔的高差明显减小。
2005年：2005年，珠峰北坡的冰塔林变化更大，海拔5900米的冰塔林有了崩塌现象，冰湖开始融化，海拔5300米的冰湖已经完全融化，形成了湖泊，珠峰的倒影依稀可见。
比较上述照片并对比表1中的资料，我们不难看出，在20世纪70年代和80年代，珠峰北坡地面气温较低，年平均气温为2.7℃，在此期间拍摄的冰塔林发育良好，高差达到50多米，千姿百态，巍峨壮观。自19世纪90年代起，珠峰北坡气温迅速升高，20年内升高0.4℃，到了21世纪的前10年，气温更进一步升高达0.5℃。与此相应，珠峰北坡冰塔林逐渐融化崩塌，尤其是在2004年、2005年拍摄的照片中，融化和崩塌现象都非常显著，海拔5900米的冰塔林崩塌，冰湖在春夏季融化。
上述情况可能说明，地面气温变化对于冰塔林的影响似乎有一段时间位向差，即要等地面气温升高几年后，冰塔林融化和崩塌的现象才逐渐表现出来。
通过分析1966～2005年期间珠峰北坡冰塔林的变化与气温变化的关系，我们不难看出，珠峰地区气候变暖是冰塔林融化崩塌的主要原因。如果要使得珠峰北坡壮丽的冰塔林景观恢复，恐怕要等待未来这里的气候变冷，恢复到20世纪六七十年代时的情况才行。珠峰北坡冰塔林奇观的逐渐消失为我们敲响了警钟，人类要尽可能地约束自己行为，主动并有效地节能减排，才有可能不为气候变暖推波助澜。
（作者：高登义，中国科学院大气物理所研究员）
