青藏高原高寒草原地表蒸散发过程研究取得进展----中国科学院青藏高原研究所

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青藏高原高寒草原地表蒸散发过程研究取得进展

2015-09-15

　　青藏高原地气间潜热和感热释放可显著影响第三极及其周边地区的天气与气候。研究典型下垫面水热循环过程是理解高原地气相互作用特征对气候变化响应的关键。高寒草原广布青藏高原中西部，面积约800,000 km², 亦系高原最为典型的下垫面。

　　中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心、青藏高原研究所张寅生研究员课题组及其合作者，以中国科学院双湖极端环境综合观测站的定位观测数据为基础，系统地研究了高寒草原地表蒸散发动态过程与机理；结合羌塘内流区观测资料匮乏的特点，对高原半干旱区蒸散互补模式进行了再探讨；综合评价了对称与非对称的蒸散“互补法”和基于动态表面阻抗的彭曼-蒙特斯“一步法”对地表蒸散发模拟的效果。研究发现: (1) 高寒草原地表蒸散发在年尺度上主要受控于降水；季节尺度上，冻土期和过渡期主要受控于土壤水分；而雨季时期的可利用能量亦扮演了重要角色；生长季植被导度变化与叶面积变化对地表蒸散发皆有显著影响。该项工作发表于Journal of Hydrology。(2) 高原半干旱区地表实际蒸散与潜在蒸散呈对称的变化模式，而非前人普遍报道的“非对称”现象；与此同时，提出了利用中国E601B和D20蒸发皿蒸发量结合非对称互补理论的地表蒸散发估算方法。该项工作发表于Water Resources Research。(3) 尽管只依靠常规气象资料，基于动态表面阻抗的彭曼-蒙特斯“一步法”具有较好的蒸散发模拟效果；而非线性互补模型对参数的敏感性甚小，对没有实际蒸散资料而无法校参的地区有重要价值；区域互补模型则摆脱了对风速资料的依赖，对风速空间插值难度较大的高原地区有很好的适用潜力。该项工作发表于Journal of Geophysical Research: Biogeosciences。

图1 2011年-2013年双湖高寒草原地表日蒸散发和升华的变化

图2 区域参数校正对蒸散互补模式的影响

图 3 三种实际蒸散模型参数的敏感性

　　上述研究得到了中国科学院战略性先导B专项和国家自然科学基金的支持。

　　论文目录:

　　Ma, N., Zhang, Y., Guo, Y., Gao, H., Zhang, H., Wang, Y., 2015. Environmental and biophysical controls on the evapotranspiration over the highest alpine steppe. J. Hydrol., 529, doi:10.1016/j.jhydrol.2015.09.013

　　(论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169415006964)

　　Ma, N., Zhang, Y., Szilagyi, J., Guo, Y., Zhai, J., Gao, H., 2015. Evaluating the complementary relationship of evapotranspiration in the alpine steppe of the Tibetan Plateau. Water Resour. Res., 51, 1069-1083. doi: 10.1002/2014WR015493.

　　 (论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2014WR015493/full)

　　Ma, N., Zhang, Y., Xu, C.-Y., Szilagyi, J., 2015. Modeling actual evapotranspiration with routine meteorological variables in the data-scarce region of the Tibetan Plateau: Comparisons and implications. J. Geophys. Res. Biogeosci., 120, doi: 10.1002/2015JG003006.

　　(论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JG003006/full)