2020年07月23日 星期四


湖泊蒸发是自然水循环的正常现象

—访中科院青藏高原研究所纪委书记、地气作用与气候变化团队研究员马耀明

2020-07-23 10:19:39   来源:西藏日报   作者:王超

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得到青藏高原大型湖泊的准确蒸发量,为青藏高原湖泊蒸发量的研究提供参考数据;同时,湖泊蒸发量的结果对于估算湖泊水储量非常重要。

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图为中科院青藏高原研究所科考队员在昂拉仁错布设湖泊温度链探头。 (图片由中科院青藏高原研究所提供)

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图为中科院青藏高原研究所科考队员在巴木错边架设自动气象站。(图片由中科院青藏高原研究所提供)

  近日,中科院青藏高原研究所地气作用与气候变化团队利用新方法得到了青藏高原湖泊蒸发总量等研究成果,为进一步做好西藏湖泊水资源管理和保护宣传工作,记者采访了中科院青藏高原研究所纪委书记、地气作用与气候变化团队研究员马耀明。

  记者:您所在的中科院青藏高原研究所地气作用与气候变化研究团队通过新方法,得到青藏高原湖泊每年的蒸发总量约为517亿吨等研究成果,能否请您完整、详细介绍一下相关研究成果?

  马耀明:我们这个工作简单地说,就是基于卫星遥感资料和再分析资料估算青藏高原大型湖泊的年蒸发量,并最终得到青藏高原湖泊蒸发总量为每年517 亿吨。青藏高原的湖泊大多为双季对流湖泊,通俗来讲,就是湖泊冬季大多都会存在一个结冰期,在每年春季开始化冰和冬季开始结冰的时候,湖泊水体从表层到深层混合比较均匀,温度从上到下大概都在3—4℃左右。青藏高原的湖泊蒸发量分为非结冰期的蒸发量和结冰期的升华量两部分:在非结冰期,青藏高原湖泊春夏季存储的能量都会在秋冬季得到一个释放,基于能量平衡,我们可以通过卫星遥感资料和气象再分析资料得到湖泊非结冰期的蒸发量;在湖泊冬季结冰期,我们使用从青藏高原纳木错观测的冰面升华量和结冰期长度进行估算。结合非结冰期蒸发量和结冰期的升华量,我们可以得到湖泊的年蒸发量。其中,湖泊冰物候特征(也就是开始结冰、开始化冰的时间)我们也是通过遥感资料获得的。我们选取了青藏高原75个大型湖泊(湖泊面积大部分都大于100平方公里),基于气象再分析资料和卫星遥感资料,得到了75个大型湖泊的年蒸发量;然后结合75个大型湖泊的面积和青藏高原湖泊的总面积估算了青藏高原湖泊蒸发的水资源总量。

  记者:能否请您阐述相关研究的背景、目的、方法、过程和意义?

  马耀明:“第二次青藏高原综合科学考察”关注的其中一个重要问题是厘清青藏高原到底有多少水,因此,中国科学院青藏高原研究所及其他研究单位的同事正在积极开展关于青藏高原冰川、湖泊、冻土、积雪、河流、降雨、陆地蒸散发和湖泊蒸发等水资源总量的估算工作。对于湖泊蒸发,以往青藏高原已有的研究工作显示:人们基于不同的研究方法得到的湖泊蒸发量的结果具有很大的差异。而为了得到青藏高原湖泊的准确蒸发量,其中一个方法是在不同的湖泊下垫面上安装观测仪器,但是这种方法比较耗费人力和物力,也并不具备很强的实际可操作性。为此,我们考虑采用卫星遥感的方法对青藏高原湖泊的蒸发量进行估算。

  得到青藏高原大型湖泊的准确蒸发量,为青藏高原湖泊蒸发量的研究提供参考数据;同时,湖泊蒸发量的结果对于估算湖泊水储量非常重要。

  我们主要讲湖泊蒸发量估算分为两个阶段:非结冰期的蒸发量和结冰期的冰面升华量。因此,结合卫星遥感资料、气象再分析资料、站点观测资料,我们得到了青藏高原75个湖泊的冰物候和年蒸发量;并最后根据青藏高原湖泊面积得到了青藏高原湖泊的年蒸发水资源总量为517 亿吨。

  在湖泊蒸发量的估算过程中,我们收集了“青藏高原观测研究平台”的资料,对气象驱动资料进行了数据校正,主要包括向下短波辐射、向下长波辐射、空气温度、空气湿度、空气气压。我们也收集了青藏高原纳木错、色林错、青海湖、鄂陵湖的涡动相关观测资料,对基于遥感资料和气象驱动资料得到的波文比和湖泊蒸发量进行了验证,结果显示:研究结果与观测结果具有较好的一致性。我们自己主要开展了2012年以来在纳木错小湖和纳木错的涡动相关观测(主要用于观测湖泊蒸发),其中纳木错小湖的观测时段是2012年至2014年,纳木错的观测时段是2015年至2018年。

  由我们的估算结果可以得到青藏高原大型湖泊蒸发量的空间分布规律,获得青藏高原湖泊的蒸发水资源总量,对于青藏高原湖泊水储量估算提供很好的参考数据。

  记者:能否请您阐述减少青藏高原特别是西藏高原湖泊蒸发量的方法?社会、政府、个人等相关方可以做些什么?

  马耀明:西藏高原湖泊蒸发量结果对于西藏自治区进行水资源管理非常重要。但湖泊蒸发是自然水循环的正常现象,我们不必有思想负担。我们知道青藏高原湖泊的面积占中国湖泊总面积的一半以上,是“亚洲水塔”,养育着高原地区及下游区域数亿人口。青藏高原湖泊蒸发只是青藏高原水分循环的一部分,蒸发的水分并不会消失,它们会凝结成云,并进一步形成降雨降落到地面,进而形成冰面积雪或陆面径流。因此,湖泊蒸发、河流径流、积雪、冻土等水资源要素会存在在一个区域水循环过程中,而湖泊蒸发量只是其中一项。在全球气候变暖的背景下,研究表明青藏高原的水循环过程是在加速的,因此,我们要搞清楚水循环中的各种水资源要素到底数量级是多少,在气候变暖的背景下可能会存在一个什么样的变化,这对于青藏高原的水资源管理和保护有非常重要的意义。我认为,社会、政府、个人等相关方可以做的就是支持科研人员的科学研究工作,让我们共同努力,在求真务实、尊重文化的基础上一起把第二次青藏科考的研究任务顺利完成。

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