青藏高原地表變暗對(duì)區(qū)域冰川及亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的影響
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2023年1月3日,“亞洲水塔動(dòng)態(tài)變化與影響”任務(wù)“亞洲水塔變化及其廣域效應(yīng)”專(zhuān)題研究團(tuán)隊(duì),在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了關(guān)于青藏高原現(xiàn)代地表過(guò)程變化如何影響與調(diào)控區(qū)域冰川與亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的最新研究成果。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博士生湯舒暢為論文第一作者,中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所/北京大學(xué)樸世龍?jiān)菏亢椭袊?guó)科學(xué)院青藏高原研究所汪濤研究員為論文共同通訊作者。
青藏高原以高、寒、旱著稱(chēng),通過(guò)動(dòng)力和熱力作用驅(qū)動(dòng)亞洲氣候環(huán)境演變。在全球變暖的背景下,高原植被變綠與冰凍圈退縮導(dǎo)致高原地表反照率不斷降低,即地表整體變暗,而且這一變暗趨勢(shì)預(yù)計(jì)在未來(lái)將持續(xù)增強(qiáng)。過(guò)去的研究大多關(guān)注地質(zhì)歷史時(shí)期高原隆升對(duì)亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的影響。然而,以高原地表變暗為顯著特征的現(xiàn)代地表過(guò)程變化如何影響與調(diào)控區(qū)域冰川與亞洲季風(fēng)系統(tǒng)至今仍不清楚。
針對(duì)這一問(wèn)題,研究團(tuán)隊(duì)利用陸氣耦合模式與冰川模型研究了高原地表變暗對(duì)區(qū)域冰川與亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明,在高排放情景下,相對(duì)于本世紀(jì)初,高原地表反照率在本世紀(jì)末預(yù)計(jì)降低10.5%;地表變暗將顯著改變地表能量平衡,顯著降低向上短波輻射、增加地表凈輻射,進(jìn)而增強(qiáng)地表感熱通量,使得局地氣溫升高約0.24 (圖1)。
圖1 青藏高原反照率變化對(duì)局地氣候的反饋
一方面,高原地表變暗引起的增溫效應(yīng)將加劇區(qū)域冰川融化。地表變暗導(dǎo)致的冰川體積損失量將隨著時(shí)間的推移不斷增強(qiáng),從本世紀(jì)末的6.9%增至更長(zhǎng)時(shí)間尺度即冰川達(dá)到氣候穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的25.2%(圖2a)。地表變暗導(dǎo)致的冰川損失也呈顯著的空間差異:位于高原中西部即喜馬拉雅山脈中西部與興都庫(kù)什山脈的冰川退縮尤為劇烈,其長(zhǎng)期損失量在35%以上;而位于高原東南部即喜馬拉雅山脈東部與橫斷山脈的冰川則相對(duì)穩(wěn)定,其長(zhǎng)期損失量小于7%(圖2b)。
圖2 青藏高原地表變暗對(duì)區(qū)域冰川體積的影響
另一方面,地表變暗還會(huì)通過(guò)增強(qiáng)地表感熱通量,使得氣團(tuán)上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng),繼而增強(qiáng)南亞高壓與下游西太平洋副熱帶高壓。這不僅會(huì)增強(qiáng)南亞夏季降水,還將進(jìn)一步加劇當(dāng)前發(fā)生的東亞夏季降水“南澇北旱”現(xiàn)象(圖3)。
圖3 青藏高原地表變暗對(duì)亞洲季風(fēng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程效應(yīng)
上述研究結(jié)果對(duì)于準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)全球變暖背景下高原地表過(guò)程變化在亞洲氣候環(huán)境演變中所發(fā)揮的作用具有重要意義,也為準(zhǔn)確預(yù)估亞洲季風(fēng)系統(tǒng)變化以及合理制定區(qū)域水資源管理政策提供了重要科學(xué)支撐。
原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-35672-w
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