全球变暖背景下青藏高原地区不同尺度能水循环机理及变化特征研究

本项目通过对全球变暖背景下，青藏高原地区由于冻土退化、积雪变化等引起的土壤水分、高原热源状况和对大气的加热性质的变化进行分析研究。分析与其对应的青藏高原地区土壤未冻水含量、含冰量指标、蒸发能力（潜在蒸发量）、云量和云状、大尺度降水在季节尺度上的变化，加深理解全球变暖背景下，青藏高原地区大尺度降水、不同下垫面下的蒸散发（大气相对湿度）、土壤水分含量之间相互转化和联系的事实和可能机制。为进一步研究该地区水文变化，理解能量、水分循环机理，提供事实依据和理论依据。

本项目通过对全球变暖背景下，青藏高原地区的水气循环特征的研究。分析了由于冻土退化、积雪变化等引起的土壤水分；分析了高原热源状况和对大气的加热性质的变化。探索了大尺度土壤湿度资料的获取的可能，建立了一个在土壤冻结情况下使用土壤温度参数化土壤湿度的方法并进行了初步检验。分析了全球变暖背景下，青藏高原地区1970-2009年间降水量和可降水量的年际变化，分析了可降水量向降水转化率的变化及其与降水量的联系。结果显示，青藏高原自1970年以来，降水量呈增加趋势，而东南部降水呈弱的减少趋势；可降水量自1970年以来均呈减小趋势，其中高原东南部减弱最为明显。随着青藏高原地区的升温，近40年来，青藏高原各地的可降水量的降水转化率增加显著，其中高原东中部增加0.87%/10a。平均降水转化率在南部湿润区大于北部的干旱区, 冬半年大于夏半年。通过辐射变化和水汽的关系，揭示出大气水汽削减了到达地表的太阳辐射，相对于华南地区，水汽和辐射的负相关在高纬度地区的西部干旱区和东北地区更为显著，从另一角度揭示了全球变暖过程中水汽的作用。利用ISSCP的云资料，TRMM降水观测资料，分析了高原不同地区的云水含量和可降水含量垂直分布在不同的季节具有不同的特点，结果显示出，水汽丰富的高原东——东南部地区的水凝物含量和降水量之间密切相关，而在青藏高原地区的西部和北部地区，水凝物和降水量之间的相关则较差。估算的蒸发量密切相关于气温的变化，相对湿度和风速，降水的再循环率的有着显著的局地变化，在高原的不同地点有所不同，1979-2008的30年间，降水再循环率呈现增加趋势，在高原的东北部，增加趋势达3.1%/10a， 但在高原西部，出现一个-2.5%/10a.的下降趋势。降水再循环率有着显著的季节变化，在所有地区，降水的循环率的峰值出现在7月份，但在冬半年降水循环率很小，几乎接近于0；7月份的最大降水再循环率的达0.62%/10a, 这意味着，随着全球变暖，大尺度的水汽输送有减少的趋势，而局地循环有所增加。这些结论，对于加深理解全球变暖背景下，加深了青藏高原地区降水和不同尺度上的水分循环之间相互转化和联系的事实和可能机制的认识。为进一步研究该地区水文变化，理解能量、水分循环机理，提供了事实和理论依据。