来源:中国科学院青藏高原研究所 发布时间:2024/5/19 9:42:59
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青藏高原蒸散发增长速率约为全球陆地的两倍

 

全球变暖背景下,青藏高原正在经历暖湿化和失衡趋势,高原的水循环过程也相应呈现出一定的变化特征,青藏高原的蒸散发在这种变化背景下如何响应?青藏高原蒸散发的响应变化由什么因素主导,是当前高原水循环研究亟需解答的重要科学问题。

针对上述问题,中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队近期在国际综合性期刊《Science Bulletin》发表了题目为《A doubled increasing trend of evapotranspiration on the Tibetan Plateau》的文章。该文章的第一作者陈学龙研究员表示,本项研究收集了青藏高原蒸散发数据和研究统计结果,量化了青藏高原蒸散发不确定性的范围。科研人员运用一套集合平均的蒸散发数据,分析了近四十年和未来一百年高原蒸散发的变化趋势;利用团队在青藏高原建立的陆气相互作用综合观测网数据,发展了考虑高原土壤蒸散发和植被蒸腾实际物理过程的蒸发模型,基于该物理模型建立了蒸散发和各气象、遥感物理变量的真实关系,量化了影响青藏高原蒸散发趋势的主要因子,探讨了未来情景下青藏高原蒸散发的可能变化趋势。

该文章的共同通讯作者马耀明研究员指出,利用陆面模型、能量平衡法、水量平衡法、互补关系、Penman–Monteith和水文模型等得到的青藏高原蒸散发时空分布格局和年蒸散发量差异巨大。基于现有的蒸散发产品的集合结果,估算出整个青藏高原的年蒸散发量为346.5 毫米(约为9300亿吨),青藏高原降水量(根据ERA5-Land降水资料统计青藏高原年平均降水量约为18000亿吨)有约53%以蒸散发形式返回大气。

自1980年以来,青藏高原正在经历着显著的变暖过程,呈现出植被变绿、地表变湿和降水增加,青藏高原中部和东部大部分地区(约占青藏高原86%以上的地区)的年平均蒸散发在过去四十年呈显著增加趋势。蒸散发的最强趋势出现在夏季和春季,而秋季、冬季的增长趋势较接近。在过去的四十年中,高原年平均蒸散发增加了约35.5毫米,青藏高原年平均蒸散发增加了约9.4%,青藏高原蒸散发增加趋势为0.84 毫米/年。1980年之后的全球变暖速率(0.18 度/10年)约是青藏高原变暖速率(0.3~0.4 度/10年)的一半,六种全球蒸散发数据统计得到全球陆地蒸散发趋势为0.43 毫米/年。文章共同作者瑞典哥德堡大学陈德亮教授指出,青藏高原蒸散发的增长速率大约是全球陆地蒸散发增长速率的两倍,这些结果表明,与全球水平相比,青藏高原过去四十年表现出更强烈的水循环,即高原水循环加速。

图1 1982-2018年青藏高原蒸散发变化趋势(a)和升温速率(b)与全球陆地结果的对比,(c)根据各套蒸散发数据得到的变化速率及其集合平均结果

归因分析结果表明,气温增长对青藏高原蒸散发增长的贡献高达53.8%,其次是土壤湿度(23.1%)。青藏高原蒸散发对温度的强烈依赖性意味着未来一百年,蒸散发将进一步增强。三个未来情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5)分析表明,2016-2100年高原蒸散发趋势将比过去四十年进一步增强。在SSP5-8.5情景下,蒸散发将增长最快,该情景下的青藏高原蒸散发趋势将是全球陆面蒸散发增长速率的四倍左右,相较于1982-2018年,青藏高原蒸散发的增长仅是全球的两倍。该文的共同作者荷兰特温特大学Bob Su教授认为,这项研究表明,青藏高原蒸散发将比全球陆地对未来变暖更敏感。对不同情景下青藏高原未来降水趋势的分析也表明,降水的增加速度将比全球陆地平均速度快三倍以上。

图2 影响青藏高原蒸散发变化的归因结果

总体而言,青藏高原的水循环对气候变化高度敏感,对历史和未来蒸散发趋势的研究均证实了这一点。

该研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0103、2019QZKK0105),国家自然科学基金(41975009, 42230610),瑞典科学委员会研究项目(2021-02163, 2022-06011)的共同资助。

文章链接:https://authors.elsevier.com/a/1j2%7EC7SZmRdqRa

 
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