中国科学家发起“第三极水塔计划”

         雅隆冰川末端，王永杰摄   以青藏高原为核心的高山地区是地球上除南北极之外冰川分布最广泛的地区，又被称为“第三极”，它也是亚洲十大主要河流的发源地，因此亦有“亚洲水塔”之称。 如今，“亚洲水塔”正面临着冰川融化的挑战。 7月11-12日，来自世界各地的50位相关领域知名科学家出席在京举行的亚洲水塔国际研讨会。“我们借此机会发出‘第三极水塔计划’项目倡议，”会议结束时，中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所名誉所长姚檀栋如是说，“我们将在三个典型代表区域开展国际合作，从观测、模拟和影响三个方面对亚洲水塔的变化进行研究，并以此为基础制定国际合作方案。”   “第三极水塔计划”呼之欲出   最近的研究发现，“第三极”地区气温快速升高，冰川融化加速，储水量不平衡。 “亚洲水塔”在变化，全球30多亿人的生存用水将因此受到影响。 实际上，从中国科学院支持第二次青藏高原综合科学考察开始，“第三极水塔计划”便已在酝酿中。此计划依托中国科学院A类战略先导专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”展开。 姚檀栋介绍说，“第三极水塔计划”经过长期酝酿，已经初步确定了观测研究的典型区域以及领衔专家。“祁连山黑河流域，唐古拉山长江源和纳木错、色林错流域，喜马拉雅山波曲这三个区域，分别是西风模态区、西风季风过渡模态区和季风模态区，对这三个区域的研究对于研究亚洲水塔的关键过程将具有示范效应。”。 据了解，河海大学教授余钟波、中国科学院西北生态环境资源研究院研究员王晓明、德国科学院院士沃克·莫斯布鲁格（Volker Mosbrugger）、冰川遥感专家托比亚斯·博奇（Tobias Bolch）、荷兰乌得勒支大学教授沃尔特·艾马泽尔（Walter Immerzeel）等科研人员都将成为项目组中的核心成员，将在三个区域开展研究合作。 目前，“第三极水塔计划”已经在科学层面达成共识。与世界各国科研人员的合作也在持续展开。 鉴于亚洲水塔的变化直接影响第三极区域及周边国家的可持续发展，“第三极水塔计划”项目的意义不言而喻。“关注亚洲水塔变化是全球科学家的责任。”姚檀栋说。   已有的阶段性成果   中国科学院外籍院士陈德亮一直是青藏高原研究的深度参与者。 他指出，“第三极亚洲水塔计划”的阶段性成果，可以用计划实施框架的三个方面去总结，即观测、模拟和影响。 从观测的角度，这几年地面观测增加了很多点及剖面，之前中部和西部观测点很少。另外，遥感研究的深入提高了对湖泊、冰川变化的认识。较以往依赖低位观测而言，高空观测大大加强，如“极目”系留浮空器可以达到7003米的高度，在青藏高原第二次科考中发挥了重要作用，还有无人机等技术的应用和进步。 此外，科学家们也加强了地面观测研究。多个站点已取得阶段性的成果，例如对青藏高原降水时空变化有了更深刻的理解。“从模式这方面，我们现在已经有一些阶段性成果。之前全球模式研究的分辨率低，一般仅可达50-200公里左右，我们模拟的尺度已精确到2-10公里。”陈德亮表示。 青藏高原气候变化对水资源及生态系统的影响分两方面，一方面是全球变化对青藏高原的影响，另一方面是青藏高原对区域和全球气候的影响。陈德亮说，阶段性成果显示，南亚等地区烧荒产生的气溶胶及高原西部产生的沙尘，通过大气环流被传输迁移到青藏高原。这些物质沉降到冰雪面，导致界面反照率下降，太阳辐射吸收增加，使得冰雪面温度上升，冰雪融化加速。 “当前我们的研究已对气溶胶和沙尘的起源、传输路径、迁移量有了更清晰的认识。第二个方面目前有了初步成果，未来我们将进一步研究亚洲水塔变化对下游地区生态环境、水资源、自然灾害的影响。”陈德亮表示。   37个野外站关注着“亚洲水塔”   “所谓亚洲水塔，关键性的问题有两个，首先是水的储量，其次就是有多少水可以流出或进行循环。”中科院青藏高原所副所长朱立平告诉《中国科学报》。 朱立平一直在做湖泊的研究工作。他表示，青藏高原的冰川是亚洲水塔的核心组成，而青藏高原湖泊面积占了中国湖泊面积的50%左右。从亚洲水塔的储水量角度，青藏高原的湖泊变化在亚洲水塔中的地位不容忽视。 “我们希望通过观测和模拟，了解青藏高原的湖泊有多少水量储存。现在我们已测量获得一半以上湖泊面积的水量，下一步重要的是建立反演模型，估算整个青藏高原的湖泊水量。”他说。 据朱立平介绍，之前中科院高寒区地表过程与环境观测研究网络17个野外台站覆盖了青藏高原不同地表和气候类型。在中科院“丝路环境”A类专项的支持下，观测已经拓展到了“一带一路”沿线的中亚地区、南亚与东南亚。围绕“亚洲水塔”及其影响的周边地区，已经组建了包括37个野外站在内的观测网络。 对水循环全要素的观测较面上观测能够更好地理解水循环机制，这是建立这一观测网络的动因，朱立平介绍说。弄清降水、蒸发、冰川融水、冻土退化等对湖泊水量平衡的影响，以及湖泊面积、水位变化对气候变化，比如降水变化的反馈，才能认识亚洲水塔中不同相态水体（冰川、湖泊、降水）的数量及相互联系，才能预测它未来的命运。 此外，中科院青藏高原所研究员李新告诉《中国科学报》，他们正在做国家青藏高原数据中心的建设，以期将来可以更好服务于青藏高原的科考。

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2019/07/14