西風(fēng)與印度季風(fēng)相互作用對(duì)現(xiàn)代冰川和湖泊的影響

現(xiàn)代印度季風(fēng)和西風(fēng)變化會(huì)導(dǎo)致它們各自控制區(qū)域的降水量發(fā)生改變，進(jìn)而影響青藏高原冰川和湖泊變化。我們綜合分析了青藏高原地區(qū)?7?個(gè)代表性區(qū)域內(nèi)?7?090?條冰川過(guò)去?30?年的遙感面積變化，同時(shí)結(jié)合?82?條冰川的末端變化及?15?條典型冰川的物質(zhì)平衡實(shí)地觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，從冰川面積變化、末端進(jìn)退、冰量損失?3?個(gè)角度分析了青藏高原冰川變化的時(shí)空變化格局（圖?5）。研究結(jié)果顯示：受印度季風(fēng)影響的喜馬拉雅山脈及青藏高原東南部呈現(xiàn)最強(qiáng)烈冰川萎縮，其特點(diǎn)是冰川末端強(qiáng)烈退縮、冰川面積急劇縮小、冰川物質(zhì)平衡呈強(qiáng)烈負(fù)平衡。冰川萎縮程度從喜馬拉雅山向西風(fēng)季風(fēng)相互作用過(guò)渡的高原內(nèi)部遞減，在西風(fēng)控制的帕米爾高原萎縮程度最小，其特點(diǎn)是冰川長(zhǎng)度退縮較少、冰川面積減少幅度較小、冰川物質(zhì)呈微弱正平衡。從時(shí)間尺度來(lái)看，青藏高原冰川呈現(xiàn)?20?世紀(jì)?90?年代以來(lái)加速虧損的趨勢(shì)（圖?5d?和?e）。青藏高原監(jiān)測(cè)時(shí)間最長(zhǎng)和最連續(xù)的小冬克瑪?shù)妆?989—2010?年平均物質(zhì)平衡為?_0.24?米/年，2000—2010?年平均物質(zhì)虧損量為?1989—1999?年平均值的?3?倍。

青藏高原另外一個(gè)突出的特點(diǎn)是其上廣泛分布著數(shù)量眾多、面積廣闊的內(nèi)陸湖。這些內(nèi)陸湖泊的水量平衡涉及復(fù)雜的水文過(guò)程；這些湖泊過(guò)去幾十年的動(dòng)態(tài)可以較好地反映全球變暖條件下的水循環(huán)變化。結(jié)合衛(wèi)星圖像和實(shí)地調(diào)查，我們證實(shí)?1976—1999?年青藏高原內(nèi)陸封閉湖泊變化多樣，但?1999—2010?年這些湖泊的面積和深度均明顯增大。如圖?6?所示，我們選取的?99?個(gè)青藏高原湖泊總面積在?1976—1990?年略微減少了?2.3%，1990—1999?年增加了5.7%；1999?年以來(lái)，湖泊則呈現(xiàn)總體擴(kuò)張，總面積增幅達(dá)到?18.2%。1999—2010?年湖面面積平均增長(zhǎng)率是?1990—1999?年期間的?3?倍。空間上，青藏高原內(nèi)陸湖泊和喜馬拉雅山地區(qū)湖泊呈現(xiàn)近期南北反相變化狀態(tài)：印度季風(fēng)影響下的高原南部雅魯藏布江流域湖泊面積普遍縮減，而西風(fēng)控制區(qū)的北部羌塘高原湖泊普遍強(qiáng)烈擴(kuò)張（圖?6）。

      西風(fēng)與印度季風(fēng)之間相互作用對(duì)現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的影響

物候變化是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化響應(yīng)的最敏感的指示器。國(guó)內(nèi)外大量研究表明，全球變暖，尤其是春季氣溫升高，會(huì)令溫帶與寒帶返青始期顯著提前。在青藏高原，植被返青變化會(huì)影響牧草產(chǎn)量，從而影響畜牧生產(chǎn)。目前青藏高原的物候變化信息主要從遙感技術(shù)獲取的植被指數(shù)中提取。近十余年，青藏高原春季溫度出現(xiàn)大范圍上升，但是，該區(qū)域廣泛存在春季雪、冰等不利因素，極易影響該植被指數(shù)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。因此，學(xué)界對(duì)于青藏高原植被返青始期有沒(méi)有提前存在爭(zhēng)議。

我們收集了?4?套遙感數(shù)據(jù)，嚴(yán)格地校正了雪、冰、云等不利因素對(duì)數(shù)據(jù)的影響，利用目前國(guó)際上常用的?5種方法，從遙感數(shù)據(jù)中提取出返青始期，結(jié)合氣象觀(guān)測(cè)資料，系統(tǒng)分析了青藏高原近十年返青始期變化。結(jié)果表明，2000—2011?年青藏高原春季溫度上升達(dá)?0.10?攝氏度/年，但是在區(qū)域尺度上植被返青始期并沒(méi)有顯著變化趨勢(shì)（圖?7）。進(jìn)一步研究表明，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)榍嗖馗咴髂喜糠登嗍计谕七t，而東北部的返青始期提前，二者相互抵消了影響（圖?8）。返青始期的空間差異與降水變化一致，表明降水在調(diào)控青藏高原春季物候中發(fā)揮著重要作用。整體上，近年來(lái)青藏高原西南部春季降水量下降，而東北部降水量上升。

除了青藏高原植被物候?qū)囟茸兓憫?yīng)不顯著，進(jìn)一步分析北半球溫度與植被生長(zhǎng)的關(guān)系還發(fā)現(xiàn)，1982—2011?年北半球植被生產(chǎn)力與溫度的相關(guān)關(guān)系顯著地降低，表現(xiàn)為?20?世紀(jì)?80?年代和?90?年代中期氣候變暖顯著促進(jìn)北半球植被生產(chǎn)力，但最近?15?年其關(guān)系并不顯著（圖?9）。模型模擬結(jié)果表明，氣候變化是導(dǎo)致植被生產(chǎn)力與溫度關(guān)系下降的主要原因，而大氣?CO₂?濃度上升等因素的貢獻(xiàn)相對(duì)較少。然而，在地球“第三極”的青藏高原地區(qū)，過(guò)去30年來(lái)，植被生長(zhǎng)對(duì)溫度變化的響應(yīng)并沒(méi)有顯現(xiàn)出明顯的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，與北半球高緯地區(qū)植被并不一致。我們基于青藏高原實(shí)地觀(guān)測(cè)資料、衛(wèi)星測(cè)量的植被綠度數(shù)據(jù)以及網(wǎng)格蒸散量，結(jié)合區(qū)域氣候模式展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)與北極地區(qū)相反，青藏高原的植被活動(dòng)增強(qiáng)，對(duì)生長(zhǎng)季白天變暖有削弱作用（圖?10）。出現(xiàn)這樣的負(fù)反饋，主要是由于植被綠度增加，導(dǎo)致具有降溫作用的植被蒸騰增強(qiáng)。這些研究為我們理解該青藏高原地表對(duì)氣候的生物物理反饋提供了新視角。

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