(資料圖片僅供參考)
青藏高原巨大的抬升地形可接收大量太陽(yáng)輻射,形成獨(dú)特的熱力干擾源,對(duì)區(qū)域大氣循環(huán)和亞洲季風(fēng)進(jìn)程產(chǎn)生重要影響。青藏高原熱力作用主要通過(guò)地表和大氣之間能量和水分的交換過(guò)程實(shí)現(xiàn)。然而,青藏高原極端嚴(yán)酷的自然環(huán)境條件和復(fù)雜多樣的下墊面狀況,使得青藏高原地氣之間水熱通量交換的時(shí)空變化規(guī)律存在諸多不確定性。
中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應(yīng)團(tuán)隊(duì)馬耀明研究員等與合作者經(jīng)過(guò)三十多年艱苦努力,建成了青藏高原多圈層地氣相互作用過(guò)程觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(圖1)。利用該平臺(tái),研究團(tuán)隊(duì)從地氣之間水分和能量交換的觀測(cè)研究入手,回顧了地表輻射和能量通量的時(shí)間和空間變化及其影響、地表標(biāo)量粗糙度長(zhǎng)度的量級(jí)及其日變化規(guī)律、大氣邊界層風(fēng)、溫、濕廓線的時(shí)空變化規(guī)律等方面的研究進(jìn)展(圖2);匯總了青藏高原地氣之間水熱通量交換的衛(wèi)星遙感應(yīng)用方面的發(fā)展脈絡(luò),包括青藏高原水分和能量通量及其影響因素的時(shí)空分布、不同時(shí)空分辨率的衛(wèi)星遙感資料應(yīng)用,以及青藏高原陸地和湖泊蒸發(fā)水資源總量的估算及變化趨勢(shì)等;評(píng)述了青藏高原地氣相互作用過(guò)程模型模擬的發(fā)展,特別強(qiáng)調(diào)了風(fēng)吹雪過(guò)程、積雪過(guò)程、凍土過(guò)程的重要性以及區(qū)域氣候模式與陸面模型耦合等。
作者在文中呼吁加強(qiáng)青藏高原多圈層地氣相互作用過(guò)程的綜合觀測(cè)研究,特別是青藏高原復(fù)雜地形條件下云降水過(guò)程的觀測(cè),以及機(jī)器學(xué)習(xí)與大渦模擬等方法在地氣間水熱交換過(guò)程方面的應(yīng)用研究亟需引起重視。
近期,上述研究成果以“Comprehensive study of energy and water exchange over the Tibetan Plateau: A review and perspective: From GAME/Tibet and CAMP/Tibet to TORP, TPEORP, and TPEITORP”為題,發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)地學(xué)期刊《Earth-Science Reviews》。我所馬耀明研究員為論文第一作者、通訊作者,我所王賓賓研究員和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)仲雷教授為論文通訊作者。該研究獲第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專項(xiàng)(2019QZKK0103)和國(guó)家自然科學(xué)基金(41875031、42230610、41522501、41275028、42075085)共同資助。
論文信息:
Ma, Y., T. Yao, L. Zhong, B. Wang, X. Xu, Z. Hu, W. Ma, F. Sun, C. Han, M. Li, X. Chen, J. Wang, Y. Li, L. Gu, Z. Xie, L. Liu, G. Sun, S. Wang, D. Zhou, H. Zuo, C. Xu, X. Liu, Y. Wang & Z. Wang (2023) Comprehensive study of energy and water exchange over the Tibetan Plateau: A review and perspective: From GAME/Tibet and CAMP/Tibet to TORP, TPEORP, and TPEITORP. Earth-Science Reviews, 237, 104312. doi: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104312.
圖1 青藏高原三維立體綜合觀測(cè)研究平臺(tái)
(a)青藏高原地氣相互作用過(guò)程和大氣邊界層過(guò)程監(jiān)測(cè)儀器垂直分布概況;(b)青藏高原地氣相互作用過(guò)程和大氣邊界層過(guò)程綜合觀測(cè)研究站點(diǎn)分布情況
圖2 TPEITORP 15個(gè)綜合觀測(cè)研究站2021年9月份平均的感熱和潛熱變化特征
圖3 青藏高原陸面蒸散發(fā)(ET)分布(a)、75個(gè)大湖年蒸發(fā)總量(b)以及2008年平均的潛熱通量日變化特征(c)