青藏高原科考研究获得阶段性重要突破

谈及青藏高原科考,中国工程院院士徐祥徳说

高原探索永无止境,科学考察永不落幕。

青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔、地球第三极。开展青藏高原科学考察研究,揭示青藏高原环境变化机理,优化生态安全屏障体系,对推动青藏高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护影响深远。

年8月,第二次青藏高原综合科学考察任务一专题5科学考察队在青海阿尼玛卿冰川开展科学考察工作后合影。图/孙维

但由于青藏高原极高的海拔和复杂的地形,建站难度大,观测站点稀疏,多年来地形复杂河谷区,尤其亚洲水塔来自低纬海洋水汽源水汽输入高原的通道隘口面临缺少综合云降水观测数据的困境;在高原复杂大地形下,亚洲水塔海-陆-气大气水分循环结构特征及其与低纬海洋水汽源影响机理不清,尤其青藏高原数值预报模式的陆面、边界层和云降水物理过程参数化处理失真大,直接影响我国东部灾害天气上游高原及周边区域的预报水平。

为此,年,第二次青藏高原综合科学考察正式立项,由重点实验室牵头承担、60家单位和机构参与的第一项任务“西风-季风协同作用及其影响”,重点针对亚洲水塔水资源、生态变化的影响因素,研究气候变化及其西风与季风协同作用,助力深入理解气候变化对青藏高原水资源和生态环境的影响机理,筑牢气象防灾减灾第一道防线。

精准预报探测先行。想要切实了解青藏高原云水资源现状,就必须有全面科学的观测资料。团队除在雅鲁藏布沿江建立微波辐射计、自动气象站与边界层站外,还在水汽输送关键入口区墨脱、珠峰北侧等设立雷达超级站,在墨脱及雅鲁藏布江沿岸开展综合观测试验,填补了复杂河谷地形多尺度水汽输送及云降水结构特征综合探测的空白,开展了云、降水粒子微物理特征分析研究,拓展了青藏高原天-地-空一体化的综合观测体系。

在历史与现今气象观测站网数据、多类再分析与卫星遥感产品大数据助力下,团队——

提出了亚洲水塔核心区热力驱动下高原区域与全球能量、水分循环“窗口效应”综合相关模型,揭示了青藏高原低云活动、深对流对全球,尤其是南北极水汽输送的重要作用;

通过地面观测站与和高分辨率卫星(TRMM)观测相结合的方式,得到高原地区高分辨率降水资料,揭示了青藏高原大气降水“补给”差异对高原南、北冰川消融速率的影响;

通过相关研究,预测了高原气候变暖背景下冻土退化对生态及国家重大工程建设的影响,并提交气候变暖对青藏高原铁路、公路路基稳定性风险研究成果。

此次科学考察拓展了多圈层多元信息观测分析数据集,构建了雅鲁藏布江水循环三维结构数据集、卫星遥感冰川面积数据集、墨脱雷达综合观测数据集、珠峰雷达综合观测数据集、高原湖泊数据集等九个数据集。

数据及研究结果应用到数值天气预领域,发展了川藏铁路敏感区数值模式追踪技术,建立了川藏铁路工程区天气雷达资料同化预报系统;搭建了夹卷混合机制的参数化方案,改进了Mirrison微物理方案,为有效解决模式预报高原降水高估问题提供技术支撑;开展了高原地区卫星协同多元观测的融合技术研究,并实施了我国风云四号气象卫星AGRI和LMI资料协同地面、雷达数据的三维大气和三维云融合技术研究。

青藏高原科学考察面向国家战略需求,在复杂地形和水循环条件下,构建青藏高原天-地-空一体化的综合观测体系,揭示青藏高原气候和生态变化机理,着力解决青藏高原生态环境、灾害风险、国家重大工程建设安全等方面的问题,推动青藏高原可持续发展,推进国家生态文明建设。任务目标虽有时间阶段,但高原探索永无止境,科学考察永不落幕。科考团队将继续发扬艰苦奋斗,勇攀高峰的精神,不忘初心,砥砺前行,为守护好世界上最后一方净土、建设美丽的青藏高原作出新的更大贡献。

中国气象报社出品

编辑:木有

图片:中国气象科学研究院

审核:段昊书



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