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新疆生地所等在绿洲灌溉对区域降水的影响研究中取得进展

2021-01-26 新疆生态与地理研究所
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  亚欧内陆干旱区分布山地-绿洲-荒漠生态系统(Mountain-Oasis-Desert EcoSystem, MODS)。大规模水土开发、高强度的放牧和绿洲土地集约利用,使MODS土地利用与覆被变化(LUCC)显著,并引起草地退化、荒漠植被破坏、河流断流、尾闾湖泊萎缩或消失等生态与环境问题。这蕴含的重要科学问题是气候变化背景下LUCC对MODS水热格局和局地气候的影响。

  中国科学院新疆生态与地理研究所土地变化与生态模拟团队,与比利时皇家气象研究所、比利时根特大学合作,以丝绸之路新疆段的核心区——天山北坡为研究区,在机理和过程层面上探索LUCC对MODS水热格局与局地气候的影响,在绿洲灌溉对区域降水的影响研究中取得系列进展。

  该研究引入国际先进的SURFEX陆面模型和ALARO气候模式,分析天山北坡LUCC对MODS水热格局的影响。同时,研究采用了国际上普遍使用的主流区域气候模式-陆面过程耦合模型WRF(The Weather Research and Forecast Model)-Noah,开展天山北坡LUCC对区域气候的影响模拟研究,并与基于ALARO-SURFEX的分析结果进行比较。

  基于ALARO-SURFEX耦合模型,研究发现,绿洲灌溉和扩张产生的强烈蒸散发在白天谷风的作用下,随着海拔升高地表温度降低水汽冷却,使得海拔1000-2500m的山区降水增加5-20mm,加速了山地-绿洲-荒漠复合生态系统水文循环过程,而绿洲灌溉和扩张引发的强蒸发并未导致绿洲外围降水的显著变化。研究成果以Agriculture intensification increases summer precipitation in Tianshan Mountains, China为题,发表在Atmospheric Research上。基于WRF-Noah模型,研究显示:通过敏感性分析,发现绿色植被比率对WRF模拟水热格局十分重要,为干旱区陆面过程与气候模式建模提供理论支撑;漫灌和滴灌增加了整个地区的降水,特别是在山区,从而加速了MODS中的水文循环;绿洲-荒漠局部微循环维持了绿洲稳定,但被局地背景循环-山谷风所抵消,而被隐匿。研究成果以Numerical simulation of the irrigation effects on surface fluxes and local climate in typical mountain‐oasis‐desert systems in the Central Asia arid area为题,发表在Journal of Geophysical Research: Atmospheres上。

  通过对比上述两类区域气候/陆面过程模式的研究结果,均发现绿洲灌溉和扩张增加了天山山区的夏季降水,并加速了山地-绿洲-荒漠复合生态系统水文循环过程。

  论文链接:12 

打印 责任编辑:侯茜

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