前沿对话研究预估近40年后青藏高原或失水2300亿立方至新平衡

很多人都关注了前沿对话研究预估近40年后青藏高原或失水2300亿立方至新平衡和青藏高原的气候变化趋势的话题,但是大家都不是很了解,接下来听小编的讲解吧!

论文编辑何佩云

青藏高原被誉为“亚洲水塔”,对下游许多国家约20亿人口的生存和发展产生深远影响。在气候变化背景下,青藏高原也是最为敏感的地区之一。

研究论文发表在《自然气候变化》截图

8月15日,《自然气候变化》发表题为《气候变化威胁青藏高原陆地水资源储备》的研究论文。清华大学水利系研究团队与德克萨斯大学、宾夕法尼亚州立大学研究人员合作,构建机器学习模型,反演预测青藏高原早中期陆地水资源储量变化。21世纪。

研究发现,2002年至2017年,青藏高原陆地水资源储量以每年约100亿立方米的速度下降。但地区间存在显着差异。青藏高原外流区水储量正在以约160亿立方米/年的速度减少,主要是由于南部兴都库什-喜马拉雅-念青唐古拉山脉冰川退缩造成的,以及怒江-澜沧江流域土壤和地下水储量下降;流入区水储量增加约56亿立方米/年,主要是由于羌塘盆地北部湖泊扩张以及喀喇昆仑山和西昆仑山冰川质量增加所致。

研究称,总体而言,气候变暖、季风变化、地表短波辐射和降水相位变化的综合影响是青藏高原近20年来陆地水储量发生显着变化的主要原因。

研究预计,未来青藏高原陆地水储量总体变化趋势将放缓并达到新的平衡,但未来青藏高原陆地水储量净损失可能达到2300亿立方米。从人口密集的流域分析,由于阿姆河和印度河流域未来降水变化较小,但气温明显上升,这两个流域可能成为未来缺水最严重的地区。

作为“亚洲水塔”的青藏高原如何应对气候变化?水储量的损失会对河流产生什么影响?可能的环境后果是什么?

以下为澎湃新闻与该研究通讯作者、清华大学水利系龙迪研究员、第一作者博士生李雪英的对话

“亚洲水塔”陆地水资源储量空间差异南减北增

论文气候变化与陆地水资源储量之间的关系很复杂。您能介绍一下它们之间的作用机制吗?

龙迪整个青藏高原,包括海外地区,面积约300万平方公里。陆地水储量变化呈现显着的空间差异。

2002年至2017年,青藏高原南部外流区,包括印度河、恒河—雅鲁藏布江、怒江—澜沧江流域,陆地水储量呈现明显下降趋势。陆地蓄水量下降主要是由于兴都库什山、喜马拉雅山、念青唐古拉山冰川退缩,以及怒江—澜沧江流域多年冻土和季节性冻土融化导致土壤蓄水量下降。流域。

青藏高原南部陆地水储量下降的气候原因是一方面,由于南亚季风减弱,喜马拉雅山近20年来降水量不断减少;另一方面,恒河-雅鲁藏布江流域近20年来经历了较为明显的变暖,特别是在冬季。降水减少减少了陆地水储备的补给,而气温上升导致冰川融化。此外,我们发现,在气候变暖的背景下,青藏高原冰川质量下降的流域的降水相状态也发生了变化,降雪占总降水量的比例下降,这将进一步促进负平衡该地区的冰川。

近20年来,青藏高原北部陆地水资源储量呈现明显增加趋势,主要表现为羌塘盆地湖泊扩张和喀喇昆仑—西昆仑山冰川体增加。羌塘盆地是青藏高原湖泊分布最集中的地区,陆地水储量与降水变化一致性较高。在喀喇昆仑—西昆仑地区,地表短波辐射减弱是该地区冰川质量增加的主要原因。

如果水资源储量损失2300亿立方米意味着什么?

论文研究预测,到21世纪中叶,即2060年,青藏高原陆地水资源储量变化趋势将放缓,水资源储量可能达到“新平衡”NewEquilibrium。您能解释一下这个“新平衡”吗?

李雪英我们发现,青藏高原近20年来储水量发生了显着变化,但到21世纪中叶,各流域陆地水储量变化趋势将会放缓。因此,我们提出了“新平衡”的概念。

从气候变化的角度来看,我们从IPCC最新的气候模型输出中发现,未来恒河-雅鲁藏布江和怒江-澜沧江流域降水将会增加。特别是恒河-雅鲁藏布江流域降水量一改历史时期下降趋势。对于未来一段时间的增长趋势,这将有助于减缓该地区陆地水资源储量的流失。地面短波辐射主要影响青藏高原边界内的塔里木盆地,即喀喇昆仑山—西昆仑山的冰川质量平衡。未来该区域的辐射量基本保持不变,因此未来蓄水量变化相对较小。

此外,陆地水循环也经历着对气候变化的调整和“适应”过程。例如,湖泊扩大后,水储量增加,但水面面积的增加会伴随着蒸发量的增加,水损失的增加。因此,内流区的湖泊将逐渐达到水平衡的状态。综上所述,我们的研究结果表明,到21世纪中叶,青藏高原各流域陆地水储量的变化速度将相对缓慢。

澎湃新闻研究结论提到,到21世纪中叶,青藏高原水资源储量净流失量可能达到2300亿立方米。这对青藏高原意味着什么?

李雪英三峡水库的总库容是393亿立方米,所以这个总库容大约是六个三峡库容的总和。这一净损失是在我们温和的气候变暖情景下估计的。据第二次青藏高原综合科学考察研究组初步测算,目前已探明青藏高原总水储量约为9万亿立方米,损失2300亿立方米相当于约占总数的25%。尽管水是可再生资源,但在短短几十年内发生如此大规模的损失令人担忧。

“亚洲水塔”水储量丧失将对阿姆河、印度河流域造成较大影响

澎湃新闻研究中提到了青藏高原的供水能力。具体指的是什么呢?

李雪英供水能力代表了潜在可利用水资源的最大量。本研究选取阿姆河、印度河、恒河、雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、长江和黄河下游8个人口密集的流域,考察上游陆地蓄水变化对下游供水能力的影响。

我们根据下游地区年初的年平均总需水量,提出自然供给能力(定义为降水量与实际蒸散量之差)和储备供给能力(定义为上游水塔的陆地水储量)。21世纪,包括农业、工业和生活用水量之和,探讨了21世纪中叶和21世纪初期的供水能力差异,以及需水量差异占需水基准值的百分比。

龙迪比如,长江源头直门达水文站的多年平均径流量相当于长江总径流量的不到2%。长江源头“水塔”储量变化对下游影响不大。但黄河的情况则不同。黄河源头唐乃海水文站多年平均径流量约相当于黄河总径流量的三分之一。但我们的研究表明,未来黄河源区的水储量将会增加,因此黄河“水塔”的变化不会对下游供水产生非常不利的影响。在雅鲁藏布江流域,虽然冰川正在明显融化,但我们的研究表明,由于该地区未来降水量将呈现一定的增加趋势,因此未来径流可能还会增加。

论文研究确定阿姆河和印度河流域是可能受到青藏高原水储量大幅变化影响的热点地区。这是如何考虑的?

李雪英首先,从蓄水变化来看,阿姆河和印度河的水量流失主要体现在冰川水储量的损失上,比青藏高原其他地区要大。其次,从上游水塔蓄水变化对下游地区的影响来看,阿姆河、印度河流域下游地区的用水需求无法靠下游的自然供水能力来满足,即,这两个盆地非常依赖上游水塔融化的冰雪。因此,上游水塔储备供应能力的丧失,意味着未来两流域将需要更多的替代水源,如大规模开采地下水、实施引水工程、提高用水效率等。我们发现阿姆河和印度河流域在上述两个方面都是青藏高原的热点地区。此外,考虑到阿姆河和印度河流域地下水过度开采、人口快速增长以及沿江国家的用水纠纷,两流域水资源保护刻不容缓。

龙迪阿姆河是中亚最大的内陆河。未来,帕米尔高原其源头区的冰川将继续融化,其水储量将不断流失,导致其供水能力越来越弱。中亚是内陆干旱地区,生态脆弱。阿姆河也是中亚流入咸海的两条主要河流之一。由于大量从阿姆河取水用于灌溉,进入咸海的水越来越少。咸海严重萎缩,气候变化和人类活动导致该地区严重的生态危机。

研究团队曾利用无人机摄影见证了米堆冰川融化的痕迹。

澎湃新闻青藏高原会变得温暖湿润吗?

李雪英青藏高原空间范围较大,气候变化下各地区气温、降水变化会存在一定差异。总体来看,青藏高原变暖幅度较大、范围较广。但IPCC最新气候模型预测显示,未来气候变化下,青藏高原湿润地区主要集中在雅鲁藏布江-怒江-澜沧江流域,而西北高原内陆地区,未来降水量将与目前基本持平。持续的。

澎湃新闻气候变化趋势下,未来水资源储量变化可能对生态环境产生哪些影响?

龙迪气温持续升高,冰雪融化速度加快,会引起生态环境的一系列变化。一方面,冰川融水的命运是进入河流,最终流入海洋或内陆湖泊;另一方面是进入土壤和地下,通过植被蒸发返回大气。随着气温升高,原本寒冷的高山地区的生物多样性可能会增加。河流沉积物携带各种营养物质和污染物。一定时间和范围内的水储量损失,会导致河流含沙量增加,水质下降。此外,冰崩、山体滑坡、泥石流、冰湖溃决等地质灾害风险也在增加。

澎湃新闻基于这项研究,下一步的工作计划是什么?

李雪英我们讨论了青藏高原陆地水资源储量的变化。此外,亚洲主要河流径流变化与气候波动、极端事件以及生产生活用水密切相关。储水量和径流量的变化是讨论水资源安全和水灾害防治的两个重要维度。接下来,我们将结合这两个维度,为制定气候变化下亚洲水塔不稳定的适应性对策提供参考。

澎湃新闻能否介绍一下研究团队未来的研究方向?

龙迪我们清华大学水利系遥感水文水资源团队主要利用卫星遥感观测手段为水文水资源研究和应用提供基础信息。水储存的研究是水循环研究的基础。未来,我们将持续关注气候变化对青藏高原水循环、生态环境和灾害的影响,从青藏高原延伸到天山等我国乃至世界其他水塔确定这些水塔在气候变化下的变化是否存在共性和差异,为制定气候变化影响的减缓和适应性对策提供参考水圈和人类社会。

澎湃新闻研究团队定期前往一些地区进行实测。近年来气候变化有什么明显的表现吗?

李雪英我们的科研团队每年都会到青藏高原的重点冰川、湖泊、河流进行实地考察。我参加过两次。印象最深的是,我们分别于2019年9月和2020年8月两次参观了西藏波密米堆冰川。我们用无人机对比了冰川的图像,发现2020年米堆冰川的前冰川湖光是错误的水位较2019年略有上升,冰舌后退较多,冰舌厚度明显变薄,这表明米堆冰川已经明显融化。

责任

校对栾猛

本篇讲解关于前沿对话研究预估近40年后青藏高原或失水2300亿立方至新平衡的话题,和一些青藏高原的气候变化趋势相关题,希望帮帮助到大家。

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