【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】以青藏高原為核心的第三極地區(qū)被稱為“亞洲水塔”。近幾十年來，隨著區(qū)域的快速增溫，冰凍圈(冰川、積雪和凍土等)的消融加劇以及人類活動(dòng)的干擾增加，第三極地區(qū)河川徑流正在發(fā)生劇烈變化。這不僅對(duì)區(qū)域水資源的時(shí)空分布產(chǎn)生了顯著影響，而且已威脅到區(qū)域生態(tài)環(huán)境以及下游居民的生產(chǎn)生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，由于高海拔河流源區(qū)環(huán)境惡劣、基礎(chǔ)設(shè)施落后，再加上跨境河流受到相關(guān)各國(guó)的嚴(yán)格管控，導(dǎo)致該地區(qū)徑流實(shí)測(cè)資料頗為匱乏。因此，監(jiān)測(cè)和評(píng)估第三極地區(qū)主要河流(如恒河、雅魯藏布江、印度河、長(zhǎng)江、黃河、怒江、瀾滄江、阿姆河、錫爾河、塔里木河、伊犁河、黑河、疏勒河)的出山口總徑流；模擬過去和未來的出山口總徑流長(zhǎng)期變化，定量評(píng)估降水變化、冰川退化、積雪消融和凍土變化等不同因素對(duì)總徑流變化的影響和貢獻(xiàn)；研究出山口總徑流變化對(duì)西風(fēng)-季風(fēng)相互作用的響應(yīng)機(jī)理，具有重要的科學(xué)意義。
針對(duì)以上問題，在中國(guó)科學(xué)院“絲路環(huán)境”專項(xiàng)的支持下，中科院青藏高原研究所研究員王磊聯(lián)合本所和中科院地理科學(xué)與資源研究所的多個(gè)冰凍圈水文研究團(tuán)隊(duì)，在過去兩年里，初步構(gòu)建了第三極地區(qū)主要河流的出山口徑流監(jiān)測(cè)網(wǎng)，獲取了跨境河流資料，為河川徑流量的數(shù)值模擬和遙感反演等提供了有效的驗(yàn)證資料；建立并逐漸完善了基于遙感數(shù)據(jù)、適用于第三極河流日徑流反演的方法體系，并在雅魯藏布江干流和支流(拉薩河)得到了有效驗(yàn)證；通過冰凍圈水文模型WEB-DHM(Water and Energy Budget-based Distributed Hydrological Model)，定量解析了長(zhǎng)江源區(qū)、黃河源區(qū)以及雅魯藏布江等第三極地區(qū)主要河流的歷史徑流變化。
主要研究結(jié)果歸納為：1.利用地面觀測(cè)、遙感反演以及數(shù)值模擬等手段，計(jì)算出第三極地區(qū)13條主要河流在出山口處的徑流總量(2018年)為6560±230億方；不同河流在出山口處的年徑流量存在較大差異，分布在18~1760億方之間，且處于印度季風(fēng)區(qū)的河流年徑流量大于位于西風(fēng)區(qū)的河流。2.青藏高原南部受季風(fēng)主導(dǎo)的河流(如雅魯藏布江、恒河、怒江和瀾滄江等)占第三極地區(qū)13條河流在出山口處徑流總量(2018年)的61.9%，其中，恒河、雅魯藏布江占比最高，分別為26.9%、25.0%；北部和西部受西風(fēng)主導(dǎo)的河流(印度河、阿姆河、錫爾河、伊犁河、塔里木河、疏勒河和黑河)占徑流總量的30.6%，其中，疏勒河出山口徑流量在13條河中最小，約為18億方；位于西風(fēng)-季風(fēng)過渡區(qū)的黃河、長(zhǎng)江僅占7.5%，兩者的出山口徑流總量為490億方。3.通過在長(zhǎng)江源區(qū)流域開展高分辨率(5公里、逐小時(shí))的長(zhǎng)期冰凍圈水文模擬，發(fā)現(xiàn)該流域1981至2018年的降水量和蒸發(fā)量顯著增加，導(dǎo)致了出山口徑流(直門達(dá)水文站)的不顯著增加；積雪和冰川的消融量大約貢獻(xiàn)了徑流總量的1/4，土壤凍融過程則主要影響徑流的季節(jié)分布。
相關(guān)研究成果以TP-River: Monitoring and quantifying total river runoff from the Third Pole為題，發(fā)表在Bulletin of the American Meteorological Society上。該成果不僅為第三極地區(qū)水循環(huán)研究提供了寶貴的地面觀測(cè)數(shù)據(jù)和先進(jìn)的徑流模擬技術(shù)，而且提高了學(xué)界對(duì)氣候變化背景下第三極地區(qū)地表水資源的認(rèn)知與理解。研究工作獲得中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(A類)以及第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究等的資助；研究實(shí)施過程得到“第三極環(huán)境”國(guó)際研究計(jì)劃(TPE)、“一帶一路”國(guó)際科學(xué)組織聯(lián)盟(ANSO)以及我國(guó)周邊國(guó)家的合作研究機(jī)構(gòu)的支持。
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