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研讨预估:近40年后青藏高原或失水2300亿立方至新平衡

2022-08-20 08:00:00 来源 : 主妇网 编辑 : pelo2010

青藏高原被称为“亚洲水塔”,对下游多个国家约20亿人口的生存发展有深远影响。气候变化的背景下,青藏高原也是反应最敏感的区域之一。 研究论文发表在《自然-气候变化...

  青藏高原被称为“亚洲水塔”,对下流多个国家约20亿人口的生计开展有深远影响。气候改动的布景下,青藏高原也是反响最灵敏的区域之一。

研讨论文宣布在《天然-气候改动》上截图

  8月15日,一篇题为《气候改动要挟青藏高原陆地水储量》(Climate change threatens terrestrial water storage over the Tibetan Plateau)的研讨论文宣布在《天然-气候改动》上。清华大学水利系研讨团队联合美国德克萨斯大学、宾夕法尼亚州立大学研讨者,构建机器学习模型,反演和预估了从21世纪初至中叶(2002—2060年)的青藏高原陆地水储量改动。

  研讨发现,2002年到2017年间青藏高原陆地水储量以约 100亿m3/年的速度下降。但区域之间存在显着差异。青藏高原外流区水储量以约160亿m3/年速度下降,首要由南部兴都库什喜马拉雅念青唐古拉山脉的冰川撤退、怒江澜沧江流域土壤和地下水储量下降导致;内流区水储量以约56亿m3/年上升,首要由北部羌塘盆地湖泊扩张、喀喇昆仑西昆仑山冰川质量添加导致。

  研讨称,整体而言,气候变暖、季风改动、地表短波辐射及降水相态改动的一起效果,是曩昔近20年间青藏高原陆地水储量显着改动的首要原因。

  研讨预估,整体上青藏高原未来陆地水储量改动趋势将变缓,到达新平衡,但青藏高原未来陆地水储量净丢失或许到达2300亿m3。从对人口稠密流域的剖析来看,因为阿姆河及印度河流域未来降水改动较小,但气温显着上升,这两个流域或许成为未来水资源缺少最严峻的区域。

  青藏高原作为“亚洲水塔”对气候改动怎么反响?其水储量的丢失或许对河流带来何种影响?在环境上或许出现怎样的成果?

  以下是汹涌新闻与本研讨通讯作者清华大学水利系龙笛研讨员、榜首作者李雪莹博士生的对话:

  “亚洲水塔”陆地水储量空间差异:南部下降,北部添加

  汹涌新闻:气候改动和陆地水储量之间的联系很杂乱,能够介绍一下它们之间的效果机制吗?

  龙笛:整个青藏高原,包含境外区域,约有300万平方公里,陆地水储量的改动出现显着的空间差异性。

  2002年到2017年间,在青藏高原南部外流区,包含印度河、恒河-雅鲁藏布江,怒江-澜沧江流域,陆地水储量出现显着的下降趋势。陆地水储量的下降首要是因为散布于兴都库什喜马拉雅念青唐古拉山脉的冰川撤退,以及在怒江-澜沧江流域,因为多年冻土和季节性冻土的融化导致土壤水储量的下降。

  青藏高原南部陆地水储量下降的气候原因,一方面是受南亚季风的削弱,喜马拉雅区域的降水在曩昔20年间有削减趋势,另一方面恒河-雅鲁藏布江流域在曩昔20年间阅历了比较显着的升温,特别是在冬天。降水削减导致陆地水储量补给削减,而气温的升高会导致冰川的融化。此外,咱们发现在气候变暖的布景下,青藏高原冰川质量下降的流域(印度河、恒河-雅鲁藏布江流域)的降水相态也发生了改动,降雪量占总降水量的份额削减,这会进一步促进该区冰川负平衡。

  青藏高原北部的陆地水储量在近20年间呈显着添加趋势,首要体现为羌塘盆地的湖泊扩张和喀喇昆仑-西昆仑山的冰川质量添加。羌塘盆地是青藏高原湖泊散布最会集的区域,这儿陆地水储量与降水改动的一致性较高。而在喀喇昆仑西昆仑区域,地表短波辐射削弱是该区冰川质量添加的首要原因。

  若水储量丢失2300亿立方米,这意味着什么?

  汹涌新闻:研讨中预估,到21世纪中叶(2060年),青藏高原陆地水储量改动趋势将变缓,水储量或许到达“新平衡”(New Equilibrium)。这个“新平衡”能够解释一下吗?

  李雪莹:咱们发现,曩昔近20年青藏高原阅历了显着的水储量改动,可是至21世纪中叶,各流域陆地水储量的改动趋势会变缓,因而,咱们提出了“新平衡”的概念。

  从气候改动的视点,咱们从最新的IPCC气候模型(第六次世界耦合形式比较方案)输出成果发现,恒河雅鲁藏布江,怒江澜沧江流域未来降水将有所添加,尤其是,恒河雅鲁藏布江流域的降水由历史时期(20022017年)的下降趋势转变为未来时期的添加趋势,这将有利于减缓该区陆地水储量的亏本。地表短波辐射首要影响坐落青藏高原边界内的塔里木流域,即喀喇昆仑-西昆仑山的冰川质量平衡,该区域未来辐射量根本不变,因而未来水储量改动相对较小。

  此外,陆地水循环对气候改动也有调整和“习惯”的进程,例如湖泊扩张后水储量添加,可是水面面积增大会伴随着蒸发量添加,水量丢失添加,因而,内流区的湖泊也会逐渐到达水量平衡的状况。总归,咱们的研讨成果标明,至21世纪中叶,青藏高原各流域的陆地水储量改动速率均比较陡峭。

  汹涌新闻:研讨定论说到,到21世纪中叶,青藏高原水储量净丢失或到达2300亿立方米,这关于青藏高原意味着什么?

  李雪莹:三峡水库的总库容是393亿立方米,那这个总量大概是6个三峡的总库容。这一净丢失量是咱们在中等气候升温情形(注:本世纪中叶气温比工业革命前上升不超越2°C)下的预估成果。据第2次青藏高原归纳科学调查研讨团队开始预算,现探测到青藏高原总水储量约9万亿立方米,因而丢失2300亿立方米相当于总量的约2.5%。尽管水资源是一种可再生资源,可是只是几十年内,这个数量级的水量丢失值得引起注重。

  “亚洲水塔”水储量丢失,对阿姆河和印度河流域影响较大

  汹涌新闻:研讨里说到青藏高原的供水才能,详细是指什么?

  李雪莹:供水才能表征潜在的可使用水资源量的最大值。这项研讨中,咱们选取阿姆河、印度河、恒河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、长江、黄河八个下流人口稠密的流域,调查上游陆地水储量改动对下流供水才能的影响。

  咱们提出天然供应才能,界说为降水与实践蒸散的差值,和储量供应才能,界说为上游水塔的陆地水储量,以21世纪初叶(20022030年)下流区域年均匀总需水量为基准,包含农业、工业、日子用水量之和,讨论了21世纪中叶(20312060年)与初叶的供水才能差异、需水差异占需水基准值的百分比。

  龙笛:举个比方,长江源直门达水文站多年均匀径流量,相当于长江总径流量的2%不到。长江源“水塔”储量改动对下流的影响较小。但黄河的状况有所不同。黄河源唐乃亥水文站多年均匀径流量,大致相当于黄河总径流量的三分之一。可是经过咱们的研讨,黄河源区未来水储量是有所添加的,所以说黄河“水塔”的改动不会对下流供水发生十分晦气的影响。在雅鲁藏布江流域,尽管冰川融化显着,可是咱们的研讨标明,因为未来这一区域降水呈必定添加趋势,未来的径流量有或许仍是添加的。

  汹涌新闻:研讨把阿姆河和印度河流域确定为或许受青藏高原水储量影响改动比较大的热门区域,这是怎么考虑的?

  李雪莹:首要,从水储量改动的视点,阿姆河和印度河的水量亏本首要体现为冰川水储量丢失,较青藏高原其他区域更大。其次,从上游水塔的水储量改动对下流区域的影响来看,阿姆河和印度河流域下流区域的需水量无法由下流天然供应才能满意,即这两个流域十分依靠上游水塔的冰雪融水,因而,上游水塔的储量供应才能亏本意味着未来这两个流域需求更多的代替性水源,如大规模挖掘地下水、施行调水工程、进步用水功率等。咱们发现阿姆河和印度河流域在以上两个方面均是青藏高原的热门区域。此外,考虑到阿姆河和印度河流域的地下水超采、人口快速添加以及沿河国家的用水胶葛现状,两个流域的水资源保护火烧眉毛。

  龙笛:阿姆河是中亚最大的内陆河,未来其源区帕米尔高原的冰川继续融化,水储量不断亏本,将导致其供水才能越来越弱。中亚是内陆干旱区,生态软弱,阿姆河也是中亚咸海入湖的两条首要河流之一。因为从阿姆河很多取水进行灌溉,进入咸海的水越来越少,咸海已严峻萎缩,气候改动和人类活动已形成该区域严峻的生态危机。

  课题组曾用无人机拍照见证米堆冰川融化痕迹

  汹涌新闻:青藏高原会不会变得更暖、更湿?

  李雪莹:青藏高原空间规模较大,气候改动下各区域的气温降水改动会有必定差异。整体而言,青藏高原变暖是比较显着和遍及的。可是最新的IPCC气候模型预估标明,在未来气候改动下,青藏高原变湿的区域首要在雅鲁藏布江-怒江-澜沧江-长江流域,而在高原西北部内陆区,未来降水与现阶段比较根本不变。

  汹涌新闻:在气候改动的趋势下,水储量的改动在未来或许有什么生态环境上的影响?

  龙笛:温度继续升高,冰、雪加快融化,会形成一系列生态环境的改动。冰川融水的归宿一方面是进入河流,终究汇入海洋或内陆湖;另一方面,便是进入土壤和地下,经过植被蒸散回到大气。伴随着气温上升,有或许使本来比较冰冷的高山区生物多样性添加。河流泥沙带着各种营养盐和污染物。水储量的亏本在必定的时刻和规模之内,使河流泥沙含量添加,水质下降。别的,地质灾祸危险也在添加,比方冰崩、滑坡、泥石流、冰湖溃决等。

  汹涌新闻:基于此研讨,下一步的工作方案是什么?

  李雪莹:咱们现已讨论了青藏高原陆地水储量的改动。此外,亚洲首要大河的径流量改动与气候动摇、极点事情(干旱、洪涝等)和出产日子用水等密切相关。水储量和径流的改动是讨论水资源安全和水灾祸防治的两个重要维度,下一步咱们将这两个维度结合起来,为气候改动下亚洲水塔失稳的习惯性对策拟定供给参阅。

  汹涌新闻:能够介绍一下研讨团队未来的研讨方向吗?

  龙笛:咱们清华大学水利系遥感水文水资源团队,首要选用卫星遥感的观测方法,供给水文水资源研讨和使用的根底信息,水储量的研讨是水循环研讨中的根底。未来咱们将继续重视青藏高原气候改动对水循环、生态环境和灾祸发生的影响,从青藏高原延伸到我国和全球其他水塔,比方天山、欧洲阿尔卑斯山、南美安第斯山等。研判在气候改动下,这些水塔的改动有没有一起点和差异性,为气候改动对水圈和人类社会影响的减平缓习惯性对策拟定供给参阅。

  汹涌新闻:研讨团队会定时去一些区域进行实测,近年来有肉眼可见的气候改动带来的体现吗?

  李雪莹:咱们课题组每年会去青藏高原的要点冰川、湖泊、河流实地调查,我自己参加过两次。形象较深的是咱们于2019年9月和2020年8月两次前往西藏波密的米堆冰川调查,使用无人机拍照冰川印象比照发现,2020年米堆冰川的冰前湖光谢错的水位,较2019年有小幅上涨,冰舌则撤退较多且冰舌厚度显着变薄,这标明米堆冰川融化显着。

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