近60年來(lái),我國(guó)升溫速率明顯高于同期全球平均水平,是全球氣候變化的敏感區(qū)和影響顯著區(qū)。青藏高原作為我國(guó)重要的氣候變化敏感區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū),升溫速率高于全球平均水平。氣溫升高導(dǎo)致冰川凍土退化、蒸發(fā)量增加,對(duì)水循環(huán)及植被生態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
氣候變化背景下,未來(lái)長(zhǎng)江、黃河源區(qū)水循環(huán)有哪些變化?在日前由長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境保護(hù)修復(fù)聯(lián)合研究中心(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)江中心)召開(kāi)的長(zhǎng)江上游生態(tài)環(huán)境保護(hù)交流研討會(huì)上,記者專訪了長(zhǎng)江中心特邀專家、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源研究所教授級(jí)高工周祖昊。

中國(guó)環(huán)境報(bào):全球氣候變化對(duì)長(zhǎng)江、黃河源區(qū)水循環(huán)過(guò)程有哪些影響?
周祖昊:在全球氣候變化的背景下,長(zhǎng)江源區(qū)降雨徑流顯著增加。
近年來(lái),長(zhǎng)江源區(qū)氣溫升高、降水增加,導(dǎo)致長(zhǎng)江源區(qū)徑流增加。從徑流組分分析,降雨徑流增加幅度最大,融雪、融冰徑流小幅增加。1956年—2020年長(zhǎng)江源區(qū)多年平均徑流量為129.4億立方米,降雨徑流、融雪徑流及融冰徑流多年平均值分別為96.8億立方米、22.5億立方米和10.1億立方米,占比分別為74.8%、17.4%和7.8%。降雨徑流呈顯著增加趨勢(shì)(p<0.05),融雪、融冰徑流呈不顯著增加趨勢(shì)(p>0.05)。根據(jù)Pettitt突變檢驗(yàn),1997年為突變點(diǎn),突變后徑流增加28.3億立方米,其中,降雨徑流增加23.6億立方米,融雪徑流增加3.2億立方米,融冰徑流增加1.5億立方米。相比突變前,降雨徑流占比增加2.3%,融雪徑流占比減少1.6%,融冰徑流占比減少0.7%。
但黃河源區(qū)總徑流變化趨勢(shì)卻不顯著。
黃河源區(qū)徑流基本不變,降雨徑流略微增加、融雪徑流略微減少,氣溫升高和降水增加對(duì)徑流變化的作用基本持平。1956年—2020年,黃河源區(qū)多年平均徑流量為203.8億立方米,降雨徑流、融雪徑流多年平均值分別為172.4億立方米和31.4億立方米,占比分別為84.9%和15.1%。由于冰川面積占流域面積的0.1%,冰川徑流占總徑流的0.35%,不考慮冰川對(duì)徑流的影響??倧搅髯兓厔?shì)不顯著,降雨徑流呈不顯著減少趨勢(shì)(p>0.05),融雪徑流呈顯著增加趨勢(shì)(p<0.05)。
中國(guó)環(huán)境報(bào):未來(lái)長(zhǎng)江、黃河源區(qū)的水循環(huán)會(huì)發(fā)生哪些變化? 周祖昊:未來(lái),降水將主導(dǎo)長(zhǎng)江源區(qū)總徑流的增加。
歷史系列降水增加是引起徑流增加的主導(dǎo)因素。而未來(lái)隨著氣候變化,長(zhǎng)江源區(qū)氣溫還將繼續(xù)升高,降水還將繼續(xù)增加,導(dǎo)致長(zhǎng)江源區(qū)徑流繼續(xù)增加,但融冰徑流將于本世紀(jì)中葉達(dá)到拐點(diǎn)。
引起未來(lái)長(zhǎng)江源區(qū)總徑流增加的原因是降水因素,其貢獻(xiàn)率為108.4%,氣溫導(dǎo)致徑流減少,貢獻(xiàn)率為-8.4%。從徑流組分分析,氣溫和降水對(duì)降雨徑流變化的貢獻(xiàn)率分別為36.2%和63.8%,對(duì)融雪徑流變化的貢獻(xiàn)率分別為-248.1%和348.1%,對(duì)融冰徑流變化的貢獻(xiàn)率分別為121.5%和-21.5%?;贑MIP6國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃的8套全球氣候模式數(shù)據(jù),采用“降尺度—誤差訂正—模式平均”一體化方法,預(yù)估了4種排放情景下源區(qū)未來(lái)(2021年—2100年)徑流變化趨勢(shì)。結(jié)果顯示,長(zhǎng)江源區(qū)降水、氣溫增加條件下冰雪融水呈先增后減的趨勢(shì),約在本世紀(jì)中葉(2040年—2050年之間)達(dá)到峰值,隨后出現(xiàn)不同程度的下降,將導(dǎo)致源區(qū)基流占比降低,徑流過(guò)程更不穩(wěn)定。
未來(lái),隨著氣溫升高和降水增加,黃河源區(qū)徑流預(yù)計(jì)增加,但增加幅度的不確定性很大。相比歷史水平,2050水平年5個(gè)氣候模式SSP2-4.5和SSP5-8.5路徑下氣溫平均增加2.5℃和3.1℃,降水平均增加29.9毫米和35.3毫米,徑流量平均增加8.3毫米和6.0毫米(約10.1立方米和7.3億立方米),陸地水儲(chǔ)量平均增加15.4毫米和4.1毫米,雪水當(dāng)量平均減少2.6毫米和2.8毫米,土壤水儲(chǔ)量平均減少17.7毫米和22.7毫米,地下水儲(chǔ)量平均增加35.7毫米和29.6毫米。
中國(guó)環(huán)境報(bào):我們應(yīng)該做好哪些方面的準(zhǔn)備? 周祖昊:氣候變化對(duì)流域的影響具有非線性、復(fù)雜性、綜合性等特征。在氣候變化的背景下,下一步,要繼續(xù)發(fā)揮好長(zhǎng)江中心等國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)作用,推動(dòng)多學(xué)科交叉融合、多部門協(xié)同聯(lián)動(dòng)、政產(chǎn)學(xué)研用多主體聯(lián)合共治,積極應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)水生態(tài)環(huán)境安全的挑戰(zhàn),科技助力長(zhǎng)江大保護(hù)。其中,建議重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)江源區(qū)的本底條件及其未來(lái)演變,并加強(qiáng)對(duì)人類活動(dòng)(如梯級(jí)水庫(kù)、跨流域調(diào)水工程)影響的預(yù)測(cè)和調(diào)控。進(jìn)一步研究氣候變化和梯級(jí)水庫(kù)影響下河流徑流過(guò)程與生源要素的綜合演變規(guī)律,并針對(duì)聯(lián)系兩大流域上游的南水北調(diào)西線工程,開(kāi)展其對(duì)水源區(qū)、受水區(qū)生源要素影響的預(yù)測(cè),以支持長(zhǎng)江流域水資源、水環(huán)境、水生態(tài)“三水統(tǒng)籌”綜合調(diào)控和管理。
來(lái)源:中國(guó)環(huán)境