西风-季风协同作用下青藏高原典型水环境变化特征及其对气候变化的响应专栏

受全球气候变化的影响,青藏高原地区的冰川、冻土、湖泊和湿地等典型的水体环境均发生了显著变化,其引起的气候效应、环境效应、资源效应和生态效应也日趋显著。这些变化势必对生态与环境安全以及水资源持续利用产生广泛和深刻的影响,尤其对青藏高原水循环具有重要影响。
随着第二次青藏高原综合科学考察的深入,对青藏高原地区冰川、冻土、湖泊和湿地等典型水环境的动态变化有了更深入的了解,特别是从气候变化角度上研究了近几十年来,西风―季风协同作用下青藏高原冰川、冻土、湖泊和湿地面积是如何变化,其变化的驱动因素是什么,未来将如何变化。
本专栏主要由参与第二次青藏高原综合科学考察的科研人员完成。牛振国、车彦军、德吉玉珍等分别就气候变化背景下青藏高原湿地及其生态系统、青藏高原冰前湖、西藏那曲西南部湖泊等青藏高原典型水环境进行了研究。回顾了青藏高原这几类典型水环境的研究进展,分析不同类型典型水环境的演变规律并开展归因分析,揭示西风-季风协同作用下典型水环境变化机理和对气候变化的响应,并展望其未来研究前景。希望能从西风―季风协同作用下的视角对青藏高原一些典型水环境变化方面提供新的认识,供研究气候变化与水环境的同仁参考和指正。

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气候变化背景下青藏高原湿地生态系统响应特征:回顾与展望
牛振国, 景雨航, 张东启, 张波
气候变化研究进展    2024, 20 (5): 509-518.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2024.083
摘要1102)   HTML0)    PDF (4687KB)(3477)   

高寒湿地是青藏高原重要的地表覆盖类型之一,连接了高原不同的地理圈层,对于维持高原生态系统功能具有重要作用和价值。湿地固有的系统特征和高原特殊的自然地理环境决定了高原湿地生态系统对气候变化敏感。已有研究表明,青藏高原湿地类型多样,但研究间差异大;湿地对气候变化的响应表现了显著的时空差异和类型差异;高原湿地的综合生态功能有待于深入开展科学评估;湿地相关专题数据产品的缺乏等问题限制了对湿地在碳循环、生物多样性保护等领域的深入研究。未来需加强多源技术综合、多学科交叉研究,开展湿地变化的环境效应模拟和生态功能的定量评估研究等建议,为高寒湿地的可持续管理提供科学支持。

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青藏高原冰前湖与冰川相互作用研究进展
车彦军, 陈丽花, 吴佳康, 谷来磊, 武荣, 张东启, 丁明虎
气候变化研究进展    2024, 20 (5): 519-533.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2024.074
摘要1027)   HTML0)    PDF (13851KB)(1165)   

基于已有研究,对青藏高原地区冰川与冰湖(主要为冰前湖)相互作用的机理研究进行梳理,以理解青藏高原冰川后退与冰湖扩张的过程和模式,加深对冰川与冰湖相互作用过程和机理的认识。青藏高原地区冰前湖主要分布于藏东南喜马拉雅山和念青唐古拉山,有记录和查明冰湖溃决成因的事件中,冰川动态引起冰前湖溃决事件占到冰湖溃决总事件的55%,且多分布于喜马拉雅山和念青唐古拉山等藏东南地区。冰川与冰前湖的相互作用模式表现为:冰川对冰前湖的作用和冰前湖对冰川的反作用。其中,冰川对冰湖的作用主要包括冰川退缩为冰湖发育提供了空间、冰川融水为冰湖形成和扩张提供了充足水源、冰川极端事件(冰面/内水系溃决、冰川前进/运动、冰崩等)引起冰湖溃决;冰前湖对冰川的反馈机制体现在冰前湖对冰川的热力融冰、冰前湖动力过程导致末端冰川崩解等物质亏损、冰前湖的演变对母冰川的气候效应。需要说明的是,二者之间的相互作用不是孤立的,是彼此依存、同时发生。未来冰川与冰前湖研究中,应致力于:(1)建立统一的冰川观测规范和冰湖-冰川数据集;(2)集成“气候-冰川-冰湖-灾害”为一体的综合观测体系,实现数据共享;(3)耦合冰川与冰湖模型,模拟相互作用过程与机制;(4)统一冰湖溃决灾害的评价体系和完善预警机制。此外,冰川与冰湖变化的理论相对成熟,但冰川与冰前湖相互作用的理论研究依然不够,亟需不断完善。

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近50年西藏那曲西南部湖泊变化特征及其对气候变化的响应
德吉玉珍, 拉巴, 巴桑旺堆, 白玛玉措, 旦增益嘎, 平措旺丹, 德吉央宗
气候变化研究进展    2024, 20 (5): 534-543.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2024.106
摘要588)   HTML0)    PDF (4179KB)(344)   

为了探讨气候变化对西藏那曲西南部湖泊变化的影响,基于1976—2022年Landsat系列遥感影像数据,采用最大似然法和目视解译的方法提取湖泊面积,结合水位、水量以及流域内气象数据,分析湖泊变化特征及其与气候因子之间的关系。结果表明,1976—2022年研究区湖泊总面积呈极显著扩张趋势,扩张率为6.96 km2/a(P<0.001),2022年与1976年比较,面积增加234.29 km2。其中2000—2010年扩张最大,为144.44 km2,占总扩张量的64.46%;2010—2020年扩张最小,为7.98 km2,只占总扩张量的3.56%;湖泊水位、水量变化与面积变化趋势基本相同。研究区湖泊面积与气温、最大冻土深度呈显著的相关(P<0.01),气温升高使得多年冻土融化、冰川消融,造成湖泊持续扩张。降水对湖泊面积扩张的影响是阶段性的。

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青藏高原雨季建立进程及其环流因子分析
仕仁睿, 蒋兴文, 王遵娅
气候变化研究进展    2025, 21 (1): 91-101.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2024.179
摘要582)   HTML26)    PDF (10691KB)(376)   

利用1979—2019年青藏高原107站逐日降水资料、ERA5再分析资料等,揭示了青藏高原雨季建立的区域性特征,并讨论了各分区雨季建立进程中大气环流的不同演变特征。结果表明:(1)青藏高原中东部、南部和北部的降水进程、降水集中期和降水量等均不同,因而在此3个分区内的雨季建立表现出了不同特征。(2)青藏高原中东部降水于第27候左右开始明显增多,呈两峰型。其雨季的建立伴随着中纬度西风的减弱,印度西海岸和孟加拉湾的西南季风在高原南缘汇合,以及西南风水汽输送的大幅增加。高原南部降水在第32候左右开始活跃,呈单峰型,其雨季建立对应于西风环流进一步北撤、印度半岛上空对流系统的发展,以及对流层中层西南水汽通量的大量输入。高原北部降水在第29候以后明显增强,呈单峰型,雨季的建立对应于东亚西风急流的北移西伸和高原东、西部风切变的增强。(3)高原各分区雨季建立所对应的水汽来源不尽相同,高原中东部和南部水汽主要来源于南边界和西边界,高原北部则以北边界和西边界为主。近41年,高原中东部和南部雨季建立时间的提前趋势与其区域水汽总收支的显著增加趋势密切相关。

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