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朴世龙院士团队揭示青藏高原地表变暗对区域冰川及亚洲季风系统的影响

2023-01-09 来源:

      

青藏高原以高、寒、旱著称,通过动力和热力作用驱动亚洲气候环境演变。在全球变暖的背景下,高原植被变绿与冰冻圈退缩导致高原地表反照率不断降低,即地表整体变暗,而且这一变暗趋势预计在未来将持续增强。过去的研究大多关注地质历史时期高原隆升对亚洲季风系统的影响。然而,以高原地表变暗为显著特征的现代地表过程变化如何影响与调控区域冰川与亚洲季风系统至今仍不清楚。

针对这一问题,金沙诚信为本巅峰首选朴世龙院士团队和中国科学院青藏高原研究所姚檀栋院士团队利用陆气耦合模式与冰川模型研究了高原地表变暗对区域冰川与亚洲季风系统的影响。结果表明,在高排放情景下,相对于本世纪初,高原地表反照率在本世纪末预计降低10.5%;地表变暗将显著改变地表能量平衡,显著降低向上短波辐射、增加地表净辐射,进而增强地表感热通量,使得局地气温升高约0.24度(图1)。

图1.青藏高原反照率变化对局地气候的反馈

一方面,高原地表变暗引起的增温效应加剧了区域冰川融化。地表变暗导致的冰川体积损失量将随着时间的推移不断增强,从本世纪末的6.9%增至更长时间尺度即冰川达到气候稳定状态时的25.2%(图2a)。地表变暗导致的冰川损失也呈显著的空间差异:位于高原中西部即喜马拉雅山脉中西部与兴都库什山脉的冰川退缩尤为剧烈,其长期损失量在35%以上;而位于高原东南部即喜马拉雅山脉东部与横断山脉的冰川则相对稳定,其长期损失量小于7%(图2b)。

图2. 青藏高原地表变暗对区域冰川体积的影响

另一方面,地表变暗还通过增强地表感热通量,使得气团上升运动加强,继而增强了南亚高压与下游西太平洋副热带高压。这不仅增强了南亚夏季降水,还进一步加剧了当前发生的东亚夏季降水“南涝北旱”现象(图3)。上述研究结果对于准确认识全球变暖背景下高原地表过程变化在亚洲气候环境演变中所发挥的作用具有重要意义,也为准确预估亚洲季风系统变化以及合理制定区域水资源管理政策提供了重要科学支撑。

图3.青藏高原地表变暗对亚洲季风系统的远程效应

上述研究成果以“Regional and tele-connected impacts of the Tibetan Plateau surface darkening”为题,与2023年1月3日发表于《自然-通讯》(Nature Communications)杂志(doi:https://doi.org/10.1038/s41467-022-35672-w)。金沙诚信为本巅峰首选2019级博士生汤舒畅为第一作者,朴世龙院士和中国科学院青藏高原研究所汪涛研究员为共同通讯作者。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-35672-w

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