青藏高原蒸散發增長速率約為全球陸地的兩倍

全球變暖背景下，青藏高原正在經歷暖濕化和失衡趨勢，高原的水循環過程也相應呈現出一定的變化特征，青藏高原的蒸散發在這種變化背景下如何響應？青藏高原蒸散發的響應變化由什么因素主導，是當前高原水循環研究亟需解答的重要科學問題。

針對上述問題，中國科學院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應團隊近期在國際綜合性期刊《Science Bulletin》發表了題目為《A doubled increasing trend of evapotranspiration on the Tibetan Plateau》的文章。該文章的第一作者陳學龍研究員表示，本項研究收集了青藏高原蒸散發數據和研究統計結果，量化了青藏高原蒸散發不確定性的范圍。科研人員運用一套集合平均的蒸散發數據，分析了近四十年和未來一百年高原蒸散發的變化趨勢；利用團隊在青藏高原建立的陸氣相互作用綜合觀測網數據，發展了考慮高原土壤蒸散發和植被蒸騰實際物理過程的蒸發模型，基于該物理模型建立了蒸散發和各氣象、遙感物理變量的真實關系，量化了影響青藏高原蒸散發趨勢的主要因子，探討了未來情景下青藏高原蒸散發的可能變化趨勢。

該文章的共同通訊作者馬耀明研究員指出，利用陸面模型、能量平衡法、水量平衡法、互補關系、Penman–Monteith和水文模型等得到的青藏高原蒸散發時空分布格局和年蒸散發量差異巨大。基于現有的蒸散發產品的集合結果，估算出整個青藏高原的年蒸散發量為346.5 毫米（約為9300億噸），青藏高原降水量（根據ERA5-Land降水資料統計青藏高原年平均降水量約為18000億噸）有約53%以蒸散發形式返回大氣。

自1980年以來，青藏高原正在經歷著顯著的變暖過程，呈現出植被變綠、地表變濕和降水增加，青藏高原中部和東部大部分地區（約占青藏高原86%以上的地區）的年平均蒸散發在過去四十年呈顯著增加趨勢。蒸散發的最強趨勢出現在夏季和春季，而秋季、冬季的增長趨勢較接近。在過去的四十年中，高原年平均蒸散發增加了約35.5毫米，青藏高原年平均蒸散發增加了約9.4%，青藏高原蒸散發增加趨勢為0.84 毫米/年。1980年之后的全球變暖速率（0.18 度/10年）約是青藏高原變暖速率（0.3~0.4 度/10年）的一半，六種全球蒸散發數據統計得到全球陸地蒸散發趨勢為0.43 毫米/年。文章共同作者瑞典哥德堡大學陳德亮教授指出，青藏高原蒸散發的增長速率大約是全球陸地蒸散發增長速率的兩倍，這些結果表明，與全球水平相比，青藏高原過去四十年表現出更強烈的水循環，即高原水循環加速。

圖1 1982-2018年青藏高原蒸散發變化趨勢（a）和升溫速率（b）與全球陸地結果的對比，（c）根據各套蒸散發數據得到的變化速率及其集合平均結果

歸因分析結果表明，氣溫增長對青藏高原蒸散發增長的貢獻高達53.8%，其次是土壤濕度（23.1%）。青藏高原蒸散發對溫度的強烈依賴性意味著未來一百年，蒸散發將進一步增強。三個未來情景（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5）分析表明，2016-2100年高原蒸散發趨勢將比過去四十年進一步增強。在SSP5-8.5情景下，蒸散發將增長最快，該情景下的青藏高原蒸散發趨勢將是全球陸面蒸散發增長速率的四倍左右，相較于1982-2018年，青藏高原蒸散發的增長僅是全球的兩倍。該文的共同作者荷蘭特溫特大學Bob Su教授認為，這項研究表明，青藏高原蒸散發將比全球陸地對未來變暖更敏感。對不同情景下青藏高原未來降水趨勢的分析也表明，降水的增加速度將比全球陸地平均速度快三倍以上。

圖2 影響青藏高原蒸散發變化的歸因結果

總體而言，青藏高原的水循環對氣候變化高度敏感，對歷史和未來蒸散發趨勢的研究均證實了這一點。

該研究得到第二次青藏高原綜合科學考察研究（2019QZKK0103、2019QZKK0105），國家自然科學基金（41975009, 42230610），瑞典科學委員會研究項目(2021-02163, 2022-06011)的共同資助。

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