Прогнозы будущих изменений массы ледников в Высоких горах Азии на основе данных GRACE и климатических моделей

Почему далёкие ледники важны для повседневной жизни

Высокие горы Азии, простирающиеся от Гималаев до Тянь-Шаня, часто называют «водонапорной башней Азии», потому что их обширные ледники питают многие реки, обеспечивающие питьевую воду, орошение и гидроэнергетику для сотен миллионов людей. В этом исследовании ставится простой, но неотложный вопрос: с какой скоростью сегодня сокращаются эти горные ледяные запасы и что с ними произойдёт при различных путях будущего потепления? Используя чувствительные спутниковые измерения гравитационного поля Земли в сочетании с современными климатическими моделями, авторы отслеживают два десятилетия изменений ледников и прогнозируют, сколько льда может быть утрачено к концу этого века.

Проверка состояния удалённого льда

Измерить состояние ледников, разбросанных по огромным и труднопроходимым горным хребтам, непросто. Традиционные полевые измерения дают подробные сведения по отдельным ледникам, но охватывают лишь крошечную часть региона. Оптические и радиолокационные спутниковые снимки помогают картировать площадь ледников, но часто затрудняются из‑за облачности и сложного рельефа. В этом исследовании учёные вместо этого опираются на миссии GRACE и GRACE Follow‑On — пару спутниковых проектов, которые фиксируют изменения гравитации Земли, вызванные перераспределением воды и льда. Сравнивая оценки общего водного запаса по гравитации с результатами наземных моделей, моделирующих влажность почвы, снег и растительность, они выделяют сигнал изменения массы ледников по всему массиву Высоких гор Азии.

Заполнение пробелов и выявление закономерностей

Эпоха GRACE содержит заметный наблюдательный пробел почти на три года между исходной миссией и её преемницей. Чтобы получить непрерывную запись с 2002/03 по 2022/23 годы, команда использует метод машинного обучения MissForest для восстановления отсутствующих данных по связанным климатическим переменным, таким как осадки, температура, влажность и излучение. Тесты показывают, что эти реконструкции тесно согласуются как с наблюдаемыми гравитационными данными, так и с независимой наземной моделью, что даёт уверенность в надёжности заполнения пробелов. С полной записью они вычисляют, что ледники Высоких гор Азии теряли в среднем около 13,9 миллиарда тонн льда в год за последние два десятилетия, при значительных различиях между субрегионами — в некоторых местах наблюдаются небольшие приросты, тогда как в других масса убывает очень быстро.

Неровное потепление на «крыше мира»

Авторы затем анализируют, как за тот же период изменялись осадки, температура воздуха, температура поверхности, влажность и входящая солнечная и инфракрасная энергия. Они обнаруживают чёткий и повсеместный сигнал потепления, а также увеличение атмосферной влажности и рост уровней длинноволнового (инфракрасного) излучения, достигающего поверхностей ледников. Коротковолновая энергия (солнечный свет) в ряде районов имеет тенденцию к уменьшению, вероятно, из‑за усиления облачности и аэрозолей, но дополнительная длинноволновая энергия более чем компенсирует это, добавляя тепла льду даже ночью. Изменения осадков фрагментарны: в одних регионах становится влажнее, в других суше. В совокупности эти паттерны помогают объяснить, почему в большинстве субрегионов Высоких гор Азии наблюдается ускоряющаяся потеря льда, тогда как некоторые районы, например части Восточного Куньлуня и Внутреннего Тибета, сохраняют массу или даже наращивают её благодаря локальным климатическим особенностям.

Заглядывая вперёд при разных сценариях

Чтобы понять перспективы, исследователи строят гибкую статистическую модель, связывающую наблюдаемые изменения массы ледников с пятью ключевыми климатическими и излучательными переменными. Затем они питают эту модель прогнозами будущего климата от согласованного набора глобальных моделей, скорректированных для лучшего соответствия прошлым наблюдениям. Исследуются два сценария: путь с низкими выбросами (SSP126), при котором решительные меры ограничивают будущий рост температур, и путь с высокими выбросами (SSP585), когда эмиссии парниковых газов остаются большими. В низкоэмиссионном сценарии скорость потери льда постепенно замедляется, и к концу века региональный ледяной баланс может даже стать слегка положительным, что указывает на новую, более стабильную гармонию между выпадением снега и таянием. В высокоэмиссионном сценарии, напротив, потеря льда ускоряется, достигая в среднем около 19,5 миллиарда тонн в год, с очень большими неопределённостями и без признаков стабилизации до 2100 года.

Что это значит для воды и опасностей

Для людей, живущих ниже по течению, эти прогнозируемые изменения несут серьёзные последствия. В условиях потепления всё больше осадков выпадает в виде дождя вместо снега, а дополнительное длинноволновое тепло от более влажной атмосферы ускоряет таяние. В краткосрочной перспективе это может привести к увеличению стока рек и повышению риска наводнений и внезапных прорывов ледниковых озёр. В долгосрочной перспективе по мере сокращения ледников уменьшится и стабильный приток талых вод, на который многие речные системы полагаются в сухой сезон. Исследование показывает, что выбор низкоэмиссионного пути существенно снижает и скорость, и неопределённость потери ледников, сохраняя большую часть природных ледяных резервов Азии. Оно подчёркивает, что судьба этих отдалённых ледников — это не только история высоких гор, но и ключевой элемент планирования водной безопасности, производства энергии и управления рисками для огромного числа людей ниже по течению.

Цитирование: Dharpure, J.K., Howat, I.M. & Patel, A. Future projections of glacier mass change in High Mountain Asia using GRACE and climatemodel data. Sci Rep 16, 8785 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39404-8

Ключевые слова: Высокие горы Азии, таяние ледников, изменение климата, водные ресурсы, спутниковая гравиметрия