过去几十年来，全球山地冰川总体处于持续退缩状态，但由于区域气候与地形的差异，冰川退缩幅度具有区域差异性，显著表现在“帕米尔-喀喇昆仑山（冰川）异常”，区域冰川呈准平衡或物质微增状态。慕士塔格峰海拔7509 米，与联抉而立的姊妹峰公格尔峰、公格尔九别峰，是中国境内帕米尔高原的三座标志性高峰。慕士塔格峰地势高耸，气候寒冷，终年以固体降水为主，非常利于冰川的发育，围绕其主峰两侧发育了许多规模较大的山地冰川，呈辐射状分布，数百平方公里冰体自7000 米以上的山顶一直覆盖到5100~5500米的高度，号称“冰山之父”（图1）。慕士塔格峰冰川区位置偏僻，目前研究多利用遥感技术开展观测，关键性的地面考察此前长期匮乏。如国外科学家研究发现过去40年来慕士塔格峰冰川面积、物质平衡等变化微小，基本处于正准平衡状态。“帕米尔高原（冰川）异常”是否确有其事是当前冰川学研究亟待解决的热点问题，也是第三次新疆科考中塔里木河流域水资源项目需要明确的关键问题。

图1 黄昏下的帕米尔高原慕士塔格峰

为此在过去的2023年，塔河水资源项目组于6月和9月开展了两次帕米尔高原慕士塔格峰冰川学考察，组建由中国科学院西北生态环境资源研究院、中国科学院新疆生态与地理研究所和中国气象局乌鲁木齐沙漠气象所组成的综合科考队，并联合新疆维吾尔自治区自然资源厅测绘科学研究院及塔什库尔干塔吉克自治县气象局开展联合科考。在当地政府大力支持下，选择塔县慕士塔格冰川公园内的旧游客中心建立考察营地，开展实地考察，以其中的慕士塔格峰16号冰川作为重点考察对象（图2）。第二次中国冰川编目资料显示，慕士塔格峰16号冰川面积5.8 平方千米，最低海拔4649.9 米，最高海拔6991.7米，从冰川规模、分布海拔高度来看，16号冰川是一条帕米尔高原慕士塔格峰的代表性冰川，科考拟通过对该冰川的重点考察来印证“帕米尔高原（冰川）异常”问题，考察任务主要内容包括冰川物质平衡观测、冰川厚度/储量观测、冰川表面地形扫描、冰川末端变化观测、冰川表面无人机航测以及冰川区气象观测。

图2 帕米尔高原慕士塔格16号冰川位置图示及照片

图3 慕士塔格峰冰川实地考察

目前，慕士塔格峰冰川科考已取得初步进展：

一是2023年考察首次对慕士塔格峰西南侧的16号冰川进行了雷达测厚。科考队员由冰川北侧末端登上冰川，利用先进的Pulse EKKO100型探地雷达对该冰川进行厚度测量。测量的初始海拔高度约为4650米，进行至海拔5000米左右时，遇到较大的冰裂隙而停止。至此，测厚长度约为1.6公里。初步结果表明，考察线路最深处约110米左右。之后，研究团队利用天山冰川站改进的冰川厚度模型对慕士塔格16号条冰川进行了整体厚度模拟计算，发现该冰川最厚处约为150 米左右，位于考察线路末端约0.3千米处。

图4 雷达测厚剖面图

二是积累了慕士塔格峰冰川物质平衡变化的基础调查数据。一方面考察队利用地基三维激光扫描仪的先进设备获取了慕士塔格冰川表面高精度地形信息，同时沿用传统的冰川学方法在慕士塔格冰川消融最盛的冰川消融区下部按20~30 米高程带间隔布设了五根6 米深的花杆开展观测，根据6-9月的花杆观测消融约1.8米，提供了地形学方法测量冰川物质平衡的基准数据，后期将有力支撑“帕米尔高原（冰川）异常”的深入研究。

三是对慕士塔格峰16号冰川的变化过程开展了初步模拟预测研究。通过冰川动力学模式与物质平衡模型的耦合，对慕士塔格16号冰川模拟预测发现，不同气候情景下，冰川上部变化相对稳定，退缩减薄主要发生在冰川下部，冰量较为集中的部分。在当前气候状况下（图6），2100年冰川末端后退800 米，即冰川长度的10.3%会消失；RCP 4.5情景下（图7），2100年冰川末端后退1150 米，冰川长度的14.9%的会消失；和其它地区相比，相对稳定。

图6 当前情景下，慕士塔格峰16号冰川到本世纪末变化过程

图7 在RCP4.5情景下，慕士塔格峰16号冰川到本世纪末变化过程