【儀表網 儀表研發】以青藏高原為核心的第三極地區被稱為“亞洲水塔”。近幾十年來，隨著區域的快速增溫，冰凍圈(冰川、積雪和凍土等)的消融加劇以及人類活動的干擾增加，第三極地區河川徑流正在發生劇烈變化。這不僅對區域水資源的時空分布產生了顯著影響，而且已威脅到區域生態環境以及下游居民的生產生活和社會經濟的發展。然而，由于高海拔河流源區環境惡劣、基礎設施落后，再加上跨境河流受到相關各國的嚴格管控，導致該地區徑流實測資料頗為匱乏。因此，監測和評估第三極地區主要河流(如恒河、雅魯藏布江、印度河、長江、黃河、怒江、瀾滄江、阿姆河、錫爾河、塔里木河、伊犁河、黑河、疏勒河)的出山口總徑流；模擬過去和未來的出山口總徑流長期變化，定量評估降水變化、冰川退化、積雪消融和凍土變化等不同因素對總徑流變化的影響和貢獻；研究出山口總徑流變化對西風-季風相互作用的響應機理，具有重要的科學意義。
針對以上問題，在中國科學院“絲路環境”專項的支持下，中科院青藏高原研究所研究員王磊聯合本所和中科院地理科學與資源研究所的多個冰凍圈水文研究團隊，在過去兩年里，初步構建了第三極地區主要河流的出山口徑流監測網，獲取了跨境河流資料，為河川徑流量的數值模擬和遙感反演等提供了有效的驗證資料；建立并逐漸完善了基于遙感數據、適用于第三極河流日徑流反演的方法體系，并在雅魯藏布江干流和支流(拉薩河)得到了有效驗證；通過冰凍圈水文模型WEB-DHM(Water and Energy Budget-based Distributed Hydrological Model)，定量解析了長江源區、黃河源區以及雅魯藏布江等第三極地區主要河流的歷史徑流變化。
主要研究結果歸納為：1.利用地面觀測、遙感反演以及數值模擬等手段，計算出第三極地區13條主要河流在出山口處的徑流總量(2018年)為6560±230億方；不同河流在出山口處的年徑流量存在較大差異，分布在18~1760億方之間，且處于印度季風區的河流年徑流量大于位于西風區的河流。2.青藏高原南部受季風主導的河流(如雅魯藏布江、恒河、怒江和瀾滄江等)占第三極地區13條河流在出山口處徑流總量(2018年)的61.9%，其中，恒河、雅魯藏布江占比最高，分別為26.9%、25.0%；北部和西部受西風主導的河流(印度河、阿姆河、錫爾河、伊犁河、塔里木河、疏勒河和黑河)占徑流總量的30.6%，其中，疏勒河出山口徑流量在13條河中最小，約為18億方；位于西風-季風過渡區的黃河、長江僅占7.5%，兩者的出山口徑流總量為490億方。3.通過在長江源區流域開展高分辨率(5公里、逐小時)的長期冰凍圈水文模擬，發現該流域1981至2018年的降水量和蒸發量顯著增加，導致了出山口徑流(直門達水文站)的不顯著增加；積雪和冰川的消融量大約貢獻了徑流總量的1/4，土壤凍融過程則主要影響徑流的季節分布。
相關研究成果以TP-River: Monitoring and quantifying total river runoff from the Third Pole為題，發表在Bulletin of the American Meteorological Society上。該成果不僅為第三極地區水循環研究提供了寶貴的地面觀測數據和先進的徑流模擬技術，而且提高了學界對氣候變化背景下第三極地區地表水資源的認知與理解。研究工作獲得中科院戰略性先導科技專項(A類)以及第二次青藏高原綜合科學考察研究等的資助；研究實施過程得到“第三極環境”國際研究計劃(TPE)、“一帶一路”國際科學組織聯盟(ANSO)以及我國周邊國家的合作研究機構的支持。
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