青藏高原地表變暗對區(qū)域冰川及亞洲季風系統(tǒng)的影響
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2023年1月3日，“亞洲水塔動態(tài)變化與影響”任務“亞洲水塔變化及其廣域效應”專題研究團隊，在國際著名學術期刊《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表了關于青藏高原現(xiàn)代地表過程變化如何影響與調(diào)控區(qū)域冰川與亞洲季風系統(tǒng)的最新研究成果。北京大學城市與環(huán)境學院博士生湯舒暢為論文第一作者，中國科學院青藏高原研究所/北京大學樸世龍院士和中國科學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，通過動力和熱力作用驅(qū)動亞洲氣候環(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，而且這一變暗趨勢預計在未來將持續(xù)增強。過去的研究大多關注地質(zhì)歷史時期高原隆升對亞洲季風系統(tǒng)的影響。然而，以高原地表變暗為顯著特征的現(xiàn)代地表過程變化如何影響與調(diào)控區(qū)域冰川與亞洲季風系統(tǒng)至今仍不清楚。
針對這一問題，研究團隊利用陸氣耦合模式與冰川模型研究了高原地表變暗對區(qū)域冰川與亞洲季風系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明，在高排放情景下，相對于本世紀初，高原地表反照率在本世紀末預計降低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，進而增強地表感熱通量，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局地氣候的反饋
一方面，高原地表變暗引起的增溫效應將加劇區(qū)域冰川融化。地表變暗導致的冰川體積損失量將隨著時間的推移不斷增強，從本世紀末的6.9%增至更長時間尺度即冰川達到氣候穩(wěn)定狀態(tài)時的25.2%（圖2a）。地表變暗導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什山脈的冰川退縮尤為劇烈，其長期損失量在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穩(wěn)定，其長期損失量小于7%（圖2b）。
圖2 青藏高原地表變暗對區(qū)域冰川體積的影響
另一方面，地表變暗還會通過增強地表感熱通量，使得氣團上升運動加強，繼而增強南亞高壓與下游西太平洋副熱帶高壓。這不僅會增強南亞夏季降水，還將進一步加劇當前發(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亞洲季風系統(tǒng)的遠程效應
上述研究結(jié)果對于準確認識全球變暖背景下高原地表過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，也為準確預估亞洲季風系統(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支撐。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35672-w
