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“三江源”地区的气候变化

长江、澜沧江和黄河源区位于青藏高原的腹地,通常称“三江源”。这个地区气候高寒、干燥,大风日数多。

  长江、澜沧江和黄河源区位于青藏高原的腹地,通常称“三江源”。这个地区气候高寒、干燥,大风日数多。全区海拔高度一般在4000米以上,山区以外的高原面上年平均气温在0ºC左右,最热月7月平均气温低于12ºC,年降水总量一般在500毫米以下。“三江源”地区分布着众多4500米以上的高山,山区气温更低,降水量较多,孕育着大量的山地冰川。在这种气候条件下,“三江源”发育着典型的高寒(苔原)草甸地带植被。植被系统的结构和功能单纯,一旦受到外界干扰,由于其自身的调节机制不够健全,恢复能力很弱,很容易发生退化。植被下的土壤瘠薄,质地粗,有机质含量低,遇到扰动易于造成水土流失。“三江源”地区的生态系统对气候变化和人类活动等扰动极为敏感、脆弱。

  “三江源”地区是青藏高原最为重要的水源涵养区,其生态与环境状态直接关系着下游地区的社会和经济发展。近几十年来,在气候变化和人类活动的共同影响下,这个地区的生态、环境发生了明显变化。“三江源”地区是传统的牧区,人口稀少,经济活动微弱。20世纪50年代以来,特别是实行改革开放政策以来,人口明显增加,经济发展迅速,部分地区出现农耕作业,牲畜数量大幅度增多,人类活动对环境的影响也日趋显著。为此,近年来国家对“三江源”的生态和环境改善和保护十分重视,建立了我国面积最大的自然保护区。自然保护区旨在调控当地人类活动,但当前和未来的气候变化仍然对脆弱的生态系统具有明显影响,同样需要给予足够关注。

  近50年的气候变化

  现有观测资料表明,近50年“三江源”地区和全国大部分地区一样,地面气温明显上升。整个地区年平均增暖速率一般在0.10~0.30℃/10年之间。东北部和东部观测到的升温较多,黄河源区增暖幅度明显高于长江源区和澜沧江源区;增温最显著的站点集中在海拔2700~3300米高度上,但变暖趋势与海拔高度之间并无显著关系;从季节看,冬、秋季增温明显,夏、春季节增温趋势略小;秋季而不是春季平均温度上升明显,这和全国其他地区有差别,可能和冬、春季积雪增加有关系;整个区域最低气温上升明显,最高气温上升较少;变暖主要发生在最近的20多年,80年代以前变化趋势不显著。

  近50年来降水量一般也呈增加趋势,但近20年夏季降水减少,黄河源区似乎更明显。降水变化趋势取决于台站、统计时段、计算方法和季节。在40—50年的整个时期里,多数站的年降水量是增加的,冬季和春季则比较明显;近20年特别是90年代以来降水量趋于减少,北部和东部地区台站明显,夏季降水的减少更加显著。由于台站分布不均匀,加之降水变化的空间一致性比较差,目前的统计方法还无法准确反映整个区域平均的平均变化情况。

  “三江源”区积雪变化与整个青藏高原一致。近50年积雪日数和积雪量、最大积雪深度均呈增多趋势,长江源积雪在20世纪70年代到80年代初,存在一个有少到多的突变点,振荡周期以3~6年和准11周年为主。积雪的增加不是积雪向秋季或春夏扩展,相反,积雪期(从开始有积雪到积雪彻底消退)在缩短,积雪期内有积雪的天数在增多、积雪量明显增大。

  近50年日照、蒸发的变化与东部地区有明显差异。“三江源”区多数台站的水面蒸发量都呈减少趋势,这和我国东部大部分地区一致,但东南部分台站变化不明显或以增加为主;理论计算的蒸发量多数台站呈弱增加趋势,特别是西部和东部台站;尽管我国东部大部分地区日照时间呈现明显减少趋势,本区日照时间多数台站却表现增多;此外,近50年来包括源区在内的长江上游流域实际蒸发量呈明显增加趋势。

  平均风速明显减少。“三江源”区平均风速的减少与全国其他地区完全一致。推测年大风日数也可能趋向减少。

  极端天气、气候事件变化趋势不太显著。从近50年来看,全区干旱面积、强降水事件频率、高温日数等趋势变化不显著,但长江源区一些台站强降水事件频率似乎有增加趋势;寒潮事件频率和沙尘天气日数一般明显减少。本次研讨会对极端气候事件变化讨论不多,真实的变化情况还需要深入研究。

  20世纪90年代初以来的气候暖干化对当地生态系统、水资源、环境和经济发展产生了一系列严重影响。这些影响主要表现在植被特别是草原牧草的退化、草原鼠害增多、部分永久冻土和冰川融化、河流流量减少、湖泊水位下降、土地荒漠化加剧、农牧业产量和收入减少等。20世纪90年代初以来,黄河源区的众多湖泊出现明显萎缩,一些湖泊干涸,黄河上游年平均流量显著下降,经常出现断流,1997年断流时间达226天。

  比如,气候转暖对长江源区多年冻土产生较大的影响。由于过去30-40年来长江源区多年冻土退化,冻土中的冰消融, 从而产生大量融水。根据实地观测和初步估计,由于上限下降60—100厘米,在长江源区冻土中冰融水量可达245—407亿立方米,而多年冻土面积减少4%产生的冻土融冰达100亿立方米。

  多年冻土上限下降可能会提高活动层的蓄水量,使得降水的径流强度降低,引起表层土壤变干燥,植被退化。而多年冻土融化的水文效应:会使多年冻土的隔水作用消失,土层蓄水量提高,但会引起降水的径流强度降低,从而使得土壤变干燥,植被退化。冻土退化可能是目前河流径流产流减小及湿地和湖泊萎缩的主要原因。

  长江源区通天河径流量自20世纪60年代中期以来呈现出下降趋势,流量变化幅度在全国不同气候带的大河中属最小,近45年来通天河流量经历了小—大—小的演变过程。流域夏季降水量减少、年平均气温升高和蒸发增大引起的气候干旱化趋势是造成径流量减少的主要原因。年径流量仅为黄河源区的60%,丰水年与枯水年比例基本相当,40多年间年径流基本稳定,但90年代径流量比80年代偏小。

  古气候资料显示的变化

  古气候资料表明,青海西部历史上的降水量出现过巨大的波动。1425-1510年和1650-1730年两段时期,分别发生了持续80~90年的特大干旱事件。当时的干旱比20世纪90年代的干旱要持久、严重得多。如果这种类型的干旱重现,必将会对“三江源”及其下游地区的生态、环境和社会经济造成巨大灾难,不能不引起足够的注意和警惕。历史上的严重、持久干旱已经为本区环境和生态保护提出警示。应该指出的是,应该指出的是,这个地区20世纪的降水似乎是近1000年来最丰沛的,资源管理者应该为应付更严重的干旱作好准备。

  本区历史上气温变化特点还不清楚,但东北部祁连山地区20世纪的增暖似乎是近1000年来最显著的。这说明,现代的变暖可能的确是不寻常的,并可能与全球变化有联系。但是,本区的古气候代用资料还非常缺乏,今后需要进行深入研究。

  一些研究表明,包括本区在内的青藏高原腹地在全新世中期是相对温暖的,地面气温明显高于今天,降水可能也比今天丰沛。但是,对于全新世气候变化的细节现在还不是很清楚,需要开展更多研究。

  气候变化的原因及未来可能趋势

  人类活动和自然气候振荡对于观测的气候变化均有影响,但对于气候的自然波动目前还缺乏足够的认识。一些迹象表明,“三江源”区近50年的变暖及其其他气候要素的变化可能是对全球变暖的响应,但自然气候振荡对于现代气候变化可能也具有重要影响。区域气候变化的原因识别是一个非常复杂的科学问题,目前还不能给出明确的答案。

  有科学家利用区域气候模式对长江源区未来可能的气候趋势进行了模拟。在考虑未来温室气体排放继续明显增加的情况下,2030年前后本区年平均气温可能升高0.5℃左右,比全国平均增温弱。增暖主要发生在冬季,而夏季地面气温变化不明显甚至可能变凉。

  在考虑未来温室气体排放继续明显增加的情况下,2030年前后本区年降水量变化趋势不显著,西部和北部可能增加,东南部可能减少。夏季可能变干,但冬季降水可能明显增加。气候模式对未来降水变化的模拟还存在很大的不确定性,有些模式模拟结果表明,“三江源”地区未来的降水将明显增加。

  对于自然的气候变化,目前了解不多,因此未来可能由于自然原因引起的气温、降水变化趋势还无法进行估计。

  应对气候变化的措施

  加强气候与环境的监测工作。要加强“三江源”区气候观测系统建设。目前气象观测网密度在我国东部沿海地区平均达到7个/1万平方公里以上,而““三江源””地区不足0.5个/1万平方公里!气候观测台站严重缺乏。同时不同的部门分别设立观测站,资料不能共享,造成观测资源的浪费。建议增设地面气象观测站点,加强卫星遥感监测;整合不同部门现有观测资源;开展野外科学试验,补充空间缺口;加强古气候代用资料挖掘, 延长资料序列, 填充空间缺口;建立区域资料存储和管理系统。

  加强气候与环境变化的研究。“三江源”区气候变化及其影响的研究工作也非常薄弱。目前有待解决的关键科学问题包括:现代气候变化的基本观测事实与原因究竟是什么;极端天气和气候事件变化的规律是什么;未来全球气候变化背景下本区的气候趋势将怎样;过去和未来自然气候变化的规律是什么;冰川萎缩对三条大河径流的影响怎样;本区降水和降雪增加与冰川萎缩、湖面下降的矛盾如何解释;气候变化和人类活动对草原退化、湖面下降、径流减少的相对贡献是多少。只有把这些问题搞清楚,才能提出有针对性的适应气候变化对策和措施,更好地保护“三江源”地区的生态和环境

  加强国内监测和研究机构之间的合作。在气候变化监测和研究方面,现在还处于各自为政状态,国内不同部门和单位之间的工作缺乏协调和联动。今后要加强不同部门和研究机构的合作,开展联合、协调行动,避免重复立项和资源的浪费。

  加强黄河上游地区人工影响天气工作。“三江源”之一的黄河上游地区气候需要给予更多关注。这个地区的干旱对整个黄河的径流量具有重要影响。在过去几年里,果洛州等州、市开展了人工增雨作业,取得一定成效。目前黄河上游地区的人工增雨经费有限,影响了作业规模和作业时间,未能最大限度地开发空中云水资源。

  建议国家建立黄河上游人工增雨经费投入的长效机制,并增加对该项工作的投入,每年安排专项资金,列入国家财政预算,以增加作业点,延长作业时间;同时进一步提高人工增雨工作的科技含量,尽快建立移动雷达监测系统,抓住最佳作业时机,提高人工增雨效益。

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