青藏高原風蝕沙漠化模擬獲進展

青藏高原作為「世界屋脊」「亞洲水塔」，是影響東亞氣候、水文及生態環境的關鍵區域。沙漠化是當今社會面臨的重大社會經濟環境問題之一。因此，研究青藏高原沙漠化狀況及其近幾十年變化具有重要社會意義。目前，傳統的基於地貌研究提出的沙漠化現象難以量化，風蝕模型由於模型框架及簡化的參數化過程等問題，也難以完成高精度、大範圍、網格化的複雜下墊面模擬工作。因此，採用數值模擬手段模擬沙漠化現象是較為行之有效的科學方法。

中國科學院西北生態環境資源研究院(籌)寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室高艷紅團隊對適用於青藏高原地區的陸面風蝕耦合模式進行優化，通過數值模擬手段有效模擬了青藏高原沙漠化現象、近幾十年變化趨勢及其變化機理。

該陸面風蝕耦合模式由陸面模式Noah-MP (The community Noah land surface model with multiparameterization options)與風蝕預報模型WEPS（Wind Erosion Prediction System）耦合而成。優化調整參數後，耦合模式模擬結果與觀測對比驗證表明，耦合模式能較好模擬出格爾木及五道梁地區風蝕狀況。將該耦合模式推廣應用至青藏鐵路沿線8個站點後發現，青藏鐵路沿線的風蝕主要集中發生在五道梁至唐古拉路段。除格爾木站風蝕主要發生在2月至9月外，其他站點的風蝕主要發生在12月至次年4月。34年來，青藏鐵路沿線的風蝕量呈顯著減弱趨勢，平均遞減率為?0.18 kg m-2a-1。顯著減弱的風速、顯著增加的降水及土壤濕度是風蝕減弱的主要原因。除模擬結果外，相應的觀測結果也具有一致的變化趨勢。

該研究首次揭示了青藏鐵路沿線土壤風蝕的長期變化趨勢及變化機理。成果以Simulations of wind erosion along the Qinghai-Tibet Railway in northcentral Tibet為題發表於Aeolian Research。

陸面風蝕耦合模式結構示意圖

青藏高原鐵路沿線8個站點在1979至2012年間土壤損失年累積量及其變化趨勢及日累積量（kg/m2）

耦合模式模擬的土壤損失量、積雪日數、土壤濕度及來自驅動數據的年累積降水（PREC）、大風次數（SWF）年變化趨勢（藍線）與觀測的沙塵暴發生次數、平均風速、積雪天數和降水的變化趨勢（紅線）

來源：中國科學院西北生態環境資源研究院(籌)

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！