鄧浩鑫、湯秋鴻等在西北暖濕化轉型方麵的研究進展

  中國西北地區在過去六十年經曆了以氣溫上升(變暖)、降水增加(變濕)為主要特征的暖濕化現象。盡管降水是描述區域幹濕變化最重要的指標,但是氣溫、相對濕度、風速等其他氣象因子可以通過影響潛在蒸發量來改變區域水分平衡,進而影響植被生態係統,因此綜合考慮上述氣象因子的標準化降水蒸散發指數(SPEI)能更好地反映區域水分平衡異常及植被生態係統響應。研究采用SPEI指標,從水分平衡角度分析了中國西北地區幹濕變化趨勢,發現近三十年西北地區正在由變濕向變幹轉型。盡管西北地區降水持續增加,但是氣溫上升、相對濕度下降、風速恢複等變化使得潛在蒸發量增加,導致區域水分平衡由變濕變幹轉變。 

  過去六十年來,西北地區在經曆前三十年(1961-1989年)的快速變濕後,轉變為後三十年(1989-2018年)的逐步變幹1961-1989年期間,西北地區SPEI呈顯著上升的趨勢,降水增加和風速下降是SPEI增加的主要原因。1989-2018年期間,西北地區溫度升高、相對濕度下降、風速恢複,相應潛在蒸發量上升,抵消了降水增加的貢獻,使得SPEI整體呈下降趨勢。新疆地區SPEI指標由前三十年變濕向後三十年變幹轉變尤其明顯。 

  研究進一步對影響西北地區SPEI指標時空變化的主導因子進行了詳細分析。過去六十年間,SPEI變化主要受降水、溫度、相對濕度或風速因子影響的麵積分別占西北地區的27.3%35.3%8.6%28.7%;氣溫上升使得SPEI下降,但是降水增加和風速下降的共同作用使得區域SPEI整體呈上升趨勢。在近三十年(1989-2018年)間,SPEI變化主要受降水、溫度、相對濕度或風速因子影響的麵積分別占西北地區的32.9%14.6%33.5%18.9%;盡管降水持續增加使得SPEI上升,但是相對濕度下降和氣溫上升等因子的綜合作用使得區域SPEI整體呈下降趨勢。 

  在全球變暖背景下,預期未來氣溫將繼續上升、相對濕度下降,中國西北地區SPEI指標可能延續下降趨勢。盡管降水增加,相應徑流量和湖泊麵積會有所增大,但是SPEI下降意味著西北地區整體幹旱缺水狀態不會改變,幹旱區植被生態係統仍然麵臨生態退化風險。 

  相關成果在發表於中科院一區TOP期刊Journal of Hydrology,第一作者為2020級直博生鄧浩鑫。研究工作得到第三次新疆科考天山北坡水資源承載力與水安全要素基礎性調查項目、國家自然科學基金重大項目課題中國北方幹旱半幹旱區敏感生態係統變化的模擬、歸因及趨勢分析、中國科學院全球變化水文學創新交叉團隊的資助。 

    

  論文信息: 

  Deng H, Tang Q, et al (2022). Wetting trend in Northwest China reversed by warmer temperature and drier air. Journal of Hydrology, 613, 128435. 

  https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128435 


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