第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究叢書

藏東南水分循環(huán)結(jié)構(gòu)與云降水特征綜合考察研究

本書系“第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究”之藏東南地區(qū)水分循環(huán)結(jié)構(gòu)與云降水特征科學(xué)考察的總結(jié)性專著，由工作在青藏高原一線的科研人員共同編著。本書基于藏東南地區(qū)水分循環(huán)結(jié)構(gòu)和氣候變化特征剖析，闡述了藏東南水汽輸送關(guān)鍵區(qū)云降水過程綜合觀測試驗設(shè)計思路及計劃實施的新進展，揭示了藏東南地區(qū)水分循環(huán)結(jié)構(gòu)及云降水物理特征，并分析了藏東南關(guān)鍵區(qū)雅魯藏布江流域降水過程及其河谷地區(qū)地 - 氣水熱交換特征，描述了藏東南地區(qū)冰川面積變化、凍融狀態(tài)等對氣候變化響應(yīng)的特征，預(yù)估了在中等溫室氣體排放情景下藏東南地區(qū)氣候變化未來趨勢。此外，為推進川藏鐵路沿線災(zāi)害性天氣預(yù)報系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，給出了數(shù)值預(yù)報敏感區(qū)追蹤技術(shù)、雷達資料同化及模式參數(shù)優(yōu)化方案等新技術(shù)。

藏東南地區(qū)是位于青藏高原東南緣的典型山地地區(qū)，喜馬拉雅山和念青唐古拉山在此構(gòu)成了南北走向的橫斷山脈。雅魯藏布大峽谷作為青藏高原最重要的水汽通道，將印度洋水汽源源不斷地輸送到高原，暖濕氣流帶來充沛的降水和能量，造就了藏東南地區(qū)溫和濕潤的氣候、茂密的雨林、密集的冰川、眾多的河流和多樣化的植物。藏東南地區(qū)作為全球氣候變化響應(yīng)最為敏感的地區(qū)之一，其水分循環(huán)的強弱及水汽輸送路徑變化直接影響到青藏高原乃至東亞的天氣、氣候、生態(tài)和水資源變化。因此，深入了解氣候變暖背景下藏東南地區(qū)水分循環(huán)的變化特征，揭示西風(fēng) - 季風(fēng)協(xié)同作用下青藏高原山谷地形與河灣區(qū)云降水形成及其高原水資源失衡的機制，厘清藏東南地區(qū)、雅魯藏布江區(qū)域水汽輸送通道與跨半球海洋水汽源關(guān)聯(lián)機制，對藏東南地區(qū)水資源的科學(xué)開發(fā)利用具有重要的科學(xué)意義。

自第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目啟動以來，項目任務(wù)一專題 5 構(gòu)建了海洋水汽源通道“隘口”—墨脫雷達超級站，實施了雅魯藏布江沿江大拐彎天 - 地 - 空一體化綜合觀測試驗，開展了藏東南水分循環(huán)氣候特征、云降水過程影響因子、地 - 氣之間水熱交換過程、冰川變化趨勢及物質(zhì)平衡、凍融過程等方面的研究，提出了川藏鐵路沿線預(yù)報敏感區(qū)大氣識別追蹤技術(shù)、同化技術(shù)及數(shù)值預(yù)報參數(shù)化改進方案，建立了藏東南墨脫雷達超級站觀測數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模式系統(tǒng)，并對藏東南氣候變化未來趨勢及對水資源及水循環(huán)影響進行了預(yù)估。

研究發(fā)現(xiàn)青藏高原南部地區(qū)降水表現(xiàn)出一定的年代際變化，20 世紀(jì) 80 年代初期降水偏少，80 年代后期至 21 世紀(jì)初期降水又持續(xù)偏多，2005 年之后降水量以年際振蕩為主。夏季藏東南地區(qū)的水汽收支以經(jīng)向的輸送貢獻較大，水汽輻合區(qū)主要位于中北部，輻散區(qū)主要沿青藏高原南緣分布。凈水汽收支持續(xù)增加，主要體現(xiàn)在緯向水汽輸送的增加。

在第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目的支持下，第一次在青藏高原東南部雅魯藏布大峽谷水汽源通道“隘口”處—墨脫雷達超級站建立了云和降水的觀測試驗基地，架設(shè)了 X 波段雙偏振相控陣?yán)走_、Ka 波段毫米波云雷達、K 波段微雨雷達、風(fēng)廓線雷達、微波輻射計及雨滴譜儀等多種先進觀測設(shè)備。通過對觀測試驗得到的數(shù)據(jù)進行研究分析，加深了對雅魯藏布大峽谷水汽通道入口處的云降水三維結(jié)構(gòu)及宏微觀物理特征的認(rèn)識。

對藏東南雅魯藏布大峽谷地區(qū)水汽輸送類型進行分類，分析在不同水汽條件下雅魯藏布大峽谷近地面 - 大氣間水熱交換過程與水汽輸送的關(guān)聯(lián)機制。分析表明，高原季風(fēng)期對應(yīng)大峽谷地區(qū)水汽強輸送期和溫濕期，高原非季風(fēng)期則相反。大峽谷地區(qū)存在水汽輸送通道，大氣水汽的輻射強迫對陸 - 氣間水熱交換過程存在顯著影響，但近地面能量分配受地表水熱屬性的制約 。

在全球變暖的大背景下，藏東南地區(qū)加速變暖改變了冰川平衡線高度、面積、物質(zhì)平衡、長度、積累區(qū)范圍，從而引發(fā)冰崩、冰湖潰決等自然災(zāi)害，嚴(yán)重威脅該地區(qū) 人民的生活及安全。本書分析匯總了藏東南地區(qū)冰川的主要特點、冰川面積變化趨勢及其原因和冰川物質(zhì)平衡的時空分布特征。分析結(jié)果表明：藏東南地區(qū)冰川數(shù)量眾多，冰川主要分布在念青唐古拉山系中，并表現(xiàn)出季風(fēng)海洋性冰川的特征。

利用高分辨率區(qū)域氣候模式，結(jié)合統(tǒng)計降尺度方法預(yù)估了中等溫室氣體排放情景 (RCP4.5) 下藏東南地區(qū)未來氣候變化趨勢，結(jié)果表明，未來藏東南地區(qū)年平均及冬、夏季平均氣溫將持續(xù)上升，且冬季氣溫的增加速率最高。年平均及冬夏季平均降水的變化則表現(xiàn)不同，其中冬季降水呈現(xiàn)出較為明顯的增加趨勢，夏季降水表現(xiàn)為增加，但增加趨勢相對較小，年平均降水則變化不大；在全球變暖背景下，未來藏東南地區(qū)積雪日數(shù)將減少，相應(yīng)的積雪量將減少，21 世紀(jì)中期大部分地區(qū)積雪開始時間將推后，少部分地區(qū)積雪開始時間將提前，而積雪結(jié)束時間基本表現(xiàn)為提前；21 世紀(jì)末期在整個區(qū)域上基本表現(xiàn)為積雪開始時間推后、積雪結(jié)束時間提前，相應(yīng)的積雪期將縮短。

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本文摘 自《藏東南水分循環(huán)結(jié)構(gòu)與云降水特征綜合考察研究》 （ 徐祥德等著，科學(xué)出版社，2025.4.），有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

(本文編輯：鄭紫宸）

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