青藏高原主要流域的降水水汽来源

原创中国科学地球科学中国科学杂志社 2022年05月28日 00:00

水汽是维持“亚洲水塔”水循环系统的“供水源”，因此解析青藏高原主要流域的降水水汽来源，有助于揭示西风与季风协同作用下高原不同流域的水循环基本特征，理解不同流域水资源差异性变化背后的机制。目前，高原不同流域之间的降水水汽来源差异并未得到系统研究。近日，SCIENCE CHINA Earth Sciences 2022年6期发表的论文“Contributions of moisture sources to precipitation in the major drainage basins in the Tibetan Plateau”（青藏高原主要流域的降水水汽来源），基于3套大气再分析资料(ERA-I、MERRA-2和JRA-55)驱动的欧拉水汽扩散模式(WAM-2layers)，追踪了近35年(1979/1980~2015)青藏高原6个主要流域的降水水汽来源，初步揭示了高原流域尺度降水季节性变化的水汽驱动机制。

研究首先明确了高原6个主要流域的降水水汽来源空间分布(图1)。印度河上游、塔里木河(塔河)上游和柴达木盆地的水汽源主要随着中纬度西风向欧亚大陆西部延伸；雅鲁藏布江流域(雅江)、高原内流区以及长江、澜沧江和怒江源区(三河源)的水汽来源向西、南均有延伸，但以随印度季风向南延伸为主。从季节上来看(图2)，冬季和春季，各流域主要受西部水汽源影响，尤其是地中海、红海、波斯湾等西部源区大面积水体(其蒸发的水汽明显高于周边陆地)；夏季，西风北移使得各流域水汽源向北推移，而印度季风爆发使得雅江、内流区和三河源的水汽源向印度洋大面积扩张；秋季，印度河上游、塔河上游和柴达木盆地的水汽源收缩到西部源区，而雅江、内流区和三河源的水汽源则收缩到高原中南及印度次大陆。

图1 青藏高原6个主要流域的多年平均降水水汽来源空间分布

图2 青藏高原6个主要流域的季节降水水汽来源空间分布

该文还从海源、陆源和局地再循环的角度对高原6个主要流域的降水水汽来源贡献进行了量化(图3)。高原主要流域均以陆源水汽贡献占主导，最高出现在塔河上游(62%~67%)和柴达木(69%~73%)，而海源水汽贡献最高则出现在印度河上游(38%~42%)和雅江(38%~41%)。其中，印度河上游的海源水汽主要来自西部源区存在的大面积水体，而雅江的海源水汽则主要来自印度洋。在冬季，各流域均表现为海(陆)源水汽贡献率峰(谷)值；在夏季，印度河上游、塔河上游和柴达木盆地表现为陆源水汽贡献率峰值，而季风带来的大量印度洋水汽使得雅江、内流区和三河源的陆源水汽峰值不明显，其中，雅江的海、陆源水汽贡献在夏季几乎持平(见图4)。

图3 青藏高原6个主要流域的海源、陆源和再循环水汽贡献比率

图4 青藏高原6个主要流域的海源、陆源和再循环水汽贡献的年内变化

对于高原水汽来源的研究，除了以往关注较多的季风和西风水汽，该研究特别强调了西部大面积水体(包括地中海、红海、波斯湾和里海等)所蒸发的水汽对高原降水贡献的重要性，尤其是在非季风季节和西风控制区。但需要注意的是，由于数据和方法限制，目前水汽追踪结果的不确定性还难以得到有效量化。期望未来的研究能依赖多模式和更可靠的驱动数据，同时能采用更为多样化的气候代用指标对青藏高原的水汽输送研究进行丰富和验证。

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中文版: 李颖, 苏凤阁, 汤秋鸿, 高红凯, 严登华, 彭辉, 肖尚斌. 2022. 青藏高原主要流域的降水水汽来源. 中国科学: 地球科学, 52, doi: 10.1360/SSTe-2021-0217

英文版: Li Y, Su F, Tang Q, Gao H, Yan D, Peng H, Xiao S. 2022. Contributions of moisture sources to precipitation in the major drainage basins in the Tibetan Plateau. Science China Earth Sciences, 65(6): 1088-1103, https://doi.org/10.1007/s11430-021-9890-6

《中国科学：地球科学》208

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