地處青藏高原腹地的三江源區是黃河、長江和瀾滄江-湄公河的發源地,是我國重要的水源涵養區和生態屏障,也是全球變化的敏感地區。上世紀末氣候變化和人類活動引起植被退化、源區徑流減少;自國家啟動退牧還草等生態治理工程以來,源區草地和湖泊面積擴大、徑流量開始增加。如何定量區分氣候和下墊面變化對該地區徑流變化的貢獻,不僅是水循環研究的前沿科學問題,PP模塊也為變化環境下合理規劃水資源調度和水安全管理的階段性可持續發展戰略提供科學依據。PP模塊
中國科學院大氣物理研究所研究員袁星及其博士生季鵬在聯合地表地下過程模型(CSSP)基礎上,通過加入可變容量入滲產流方案和考慮土壤有機質對水力性質的影響等,發展了適合復雜地形高分辨率模擬的陸面模式CSSPv2。新模式對三江源區徑流和土壤濕度的模擬能力顯著提高,同時也較好再現了源區陸地水循環各分量的變率和長期變化特征,顯著優于常用的全球再分析產品。基于CSSPv2模式3公里模擬結果,的變化特征,并揭示了20世紀末到21世紀初三江源區由干轉濕的年代際轉折過程。對不同水循環要素變化的歸因分析結果表明,PP模塊雖然該地區地溫、凍土等變化由人為氣候變化主導,但河川徑流、陸地水儲量等變化主要受自然氣候變化的影響。植被變化的貢獻相對較小,大約在10%左右。這說明變化環境下三江源地區的水資源管理應以應對自然氣候變化為主。
圖1.黃河和長江源區觀測降水(OBS_P)、觀測(OBS_R)及模擬(SIM_R)的總徑流以及模擬的地表徑流(SIM_Rsurf)地下徑流(SIM_Rsub)的氣候態季節分布。
圖2. 自然氣候變化、人為氣候變化以及植被覆蓋變化對陸地水循環各要素變化趨勢的相對貢獻。
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