「本文来源:中国气象报」
科学应对
青藏高原暖湿化
青藏高原冰川。图/洛桑
西藏
踏遍高原
监测研究气候变化对冰川影响
7月12日至7月18日,西藏自治区气象局科研所高级工程师拉巴卓玛一行12人,按照国家自然科学基金项目“西藏高原典型冰川遥感监测与变化对比研究”和西藏自治区科技计划项目“西藏主要地表特征科学考察及研究”需求,携带ASD光谱仪、雪特性分析仪、探地雷达仪、手持气象观测仪以及GPS定位仪等设备前往林芝、昌都等地开展冰川和冰湖观测。
观测组对气象条件、冰川密度、光谱采集等进行观测,对冰川进行了厚度测量和GPS连续定位观测,获得了不同地物的光谱特性、高精度的冰川高程数据以及多剖面的冰川厚度数据,为冰川遥感监测结果验证提供了宝贵的实测数据。
一直以来,围绕气候变化对冰川的影响,西藏气象部门加大科研力度,通过高分辨率卫星遥感数据,利用目视解译法、波段云算法和大地测量法等手段,开展冰川面积、冰川物质平衡和冰川流速的监测、研究。
冰川研究考察。图/洛桑
冰川不仅是各大江大河的源头,也是气候变化的指示器。青藏高原是中低纬度冰川分布最广的地区之一,且为中低纬度冰川发育最大的区域之一。以青藏高原为中心的冰川群是中国乃至整个亚洲冰川的核心。数据显示,青藏高原发育着条现代冰川,冰川面积.44平方千米,冰储量立方千米,分别占中国冰川总条数的79.5%、总面积的84%和冰储量的81.6%。
研究显示,受全球气候变暖影响,青藏高原的冰川处于持续退缩状态,其中,年至年退缩率最大。“进入20世纪以来,特别是20世纪80年代以来,受快速增温影响,大多数冰川处于退缩状态。”拉巴卓玛说。
西藏气象部门积极开展第二次青藏高原综合科学考察。图/洛桑
冰川消融主要集中在冰川末端,位于念青唐古拉西段的廓琼岗日冰川四周均呈现退缩状态,从年的4.5平方千米减少到年的0.86平方千米。45年来,冰川面积平均每年减少1.91平方千米,共减少了42.44%,年平均减少速率为0.94%。
年8月,研究人员对冰川区考察发现,廓琼岗日冰川出现冰川消融引起的空洞、断裂以及裂隙,表面有表碛覆盖,表碛类型大多为岩石碎屑等杂质。“除气候变暖因素外,表碛覆盖也是造成冰川消融的主要因素之一。”拉巴卓玛说,因此,在减少温室气体排放的同时,应减少冰川区人类活动。
近年来,由冰川变化带来的次生灾害,如冰崩、冰湖溃决等越来越多。因此,研究冰川变化的规律和特点,对研究区域气候变化、防灾减灾具有重要意义。
下一步,西藏气象部门将在不同类型的冰川区建立5个冰川观测站,完善青藏高原综合观测系统,提高冰川、冻土、积雪观测能力,为保护生态环境、应对气候变化、推进生态文明建设提供强有力的科技支撑。
新疆
研究气候变化机理
支撑生态文明建设
针对青藏高原气候变化对新疆区域的影响,近年来,新疆维吾尔自治区气象部门从强化青藏高原北侧观测系统建设、加强青藏高原气候变化及其对新疆区域天气气候的影响、高原大地形条件下的新疆及中亚区域高分辨率数值预报模式研发以及青藏高原气候变化背景下的决策咨询服务方面开展了系列工作。
昆仑山冰川。图/金全才
从年开始,通过在青藏高原北侧的阿尔金山、昆仑山、帕米尔高原红其拉甫、塔什库尔干县等地建设35m梯度气象观测和地面基准辐射系统、大气成分观测系统,以及在建的16台包含固态降水和北斗通信的6要素地面气象观测站,不断增强青藏高原北侧观测站网能力,逐步打破以往观测站点缺乏、观测技术落后、数据严重不足的局面,为开展高原气候监测、气候变化研究、气象灾害监测预报和防御、高原生态环境保护提供了气象支撑。
在科学研究方面:
与中科院大气所合作开展天山-帕米尔区极端天气气候事件与灾害风险研究,共组织开展野外科学考察及科学观测试验14次,显著提高了青藏高原北坡水文气候和生态环境的科学认识水平;
探究青藏高原与塔克拉玛干沙漠协同作用,开展青藏高原夏季热源北扩与塔里木盆地“滞空”沙尘气溶胶辐射加热的关联及对区域降水变异的影响研究;
基于树木年轮多参数手段,年至今,持续开展青藏高原历史时期水文气候重建研究,为高原长期水资源评估和生态文明建设研究提供科技支撑;
开展了青藏高原北侧帕米尔高原与塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶理化特征对比观测研究,揭示沙尘对东帕米尔高原典型冰川规模影响机理;
构建并发布帕米尔高原极端升温过程数据集,研究帕米尔高原极端升温气候变化特征,为高原区域的融冰(雪)洪水预警提供数据支撑;
开展了极端降水天气的多源观测资料的质量控制和资料同化技术研究,开发建成覆盖青藏高原的中亚地区极端降水临近、短期数值预报业务系统。
新疆南部的阿尔金山、昆仑山、东帕米尔高原等与青海、西藏相连,也是青藏高原的构成部分。受气候暖湿化影响,新疆冰川不稳定性增加,冰川跃动、冰崩、冰川泥石流、融冰融雪性洪水等灾害风险将加剧。新疆气象局加强研究,完成了《全球变暖背景下新疆冰川灾害风险分析报告》,为地方党委政府决策提供重要参考。
青海
立足三江源
守护中华水塔
随着飞机起飞的轰鸣声,今年5月14日凌晨,“空中国王”增雨飞机前往三江源地区,标志着青海省年三江源飞机增雨工作正式拉开帷幕。截至目前,“空中国王”已经在三江源地区开展了9架次增雨作业,助力该区域生态修复。
三江源位于青藏高原腹地,是长江、黄河和澜沧江源头,被誉为“中华水塔”。近年来,青海省气象部门重点开展了祁连山、三江源地区生态要素监测评估工作,实施生态修复型飞机增雨(雪)作业,为祁连山国家公园、三江源国家公园生态保护与绿色发展提供了科技支撑。
青海三江源自然保护区玉树州境内。
以“望远镜+显微镜”的监测手段,青海省气象部门助力祁连山、三江源地区生态气象监测体系建设。目前建成的卫星遥感数据接收系统,可实时接收多分辨率、全天候卫星遥感数据,并初步建立了气象大数据中心,可以满足卫星遥感大数据存储和图像处理需要。
此外,青海省气象部门在祁连山及三江源地区建成土壤特性监测、牧草特性监测、梯度通量监测、雪深监测、冻土监测等综合生态气象观测站网,基本形成了多种下垫面、多种观测手段、多要素观测的青海高原生态气象科学试验体系,初步建成统一规范、质量可靠的生态气象数据库。
以祁连山国家公园体制试点建设为契机,青海省气象部门拓展关键生态要素监测评估领域,重点开展生态气象要素评估预警技术研发,探究生态环境演变趋势及驱动机制,在生态系统监测评估、气候变化、气象卫星遥感大数据应用等方面积累了较丰富的经验,研发了一系列高寒生态气象监测评估预警技术,形成了高寒生态气象特色研究体系。
同时,推进水体、草地、沙尘、荒漠化、冰川等遥感监测评估技术研发,实现监测评估预警技术跨越式发展。加强气候变化对冻土、高寒湿地、高寒草地、水资源等影响评估研究,为高寒地区生态气象灾害监测评估预警提供科技支撑。
作业人员检查增雨设备。图/金泉才
为了保护三江源地区生态环境,青海省气象部门对该地区实施生态保护、生态恢复型飞机人工增雨(雪)作业,作业范围为玉树州、果洛州、海南州、黄南州及格尔木市的部分地区,面积约35万平方公里。
每年5月至10月,温度回升,三江源地区牧草生长、生态恢复进入黄金期。青海省气象部门在该地区开展空地联合增雨作业。遥感监测显示,位于黄河源头的扎陵湖、鄂陵湖水体面积逐年扩大,高覆盖草地面积明显扩大,三江源地区生态环境得到明显改善。
甘肃
科学布局祁连山生态改善大文章
8月18日,一架“新舟60”增雨飞机抵达兰州中川机场,正式交付甘肃省气象局,将用于祁连山生态修复等人工增雨作业。此前,人工影响天气无人机“甘霖-Ⅰ”完成祁连山增雨首飞。
祁连山位于青藏高原、蒙古高原和黄土高原交汇地带,是我国西北地区重要的气候交汇区。当地生态环境一度遭到破坏,随着生态文明理念的深入人心以及生态文明建设的持续推进,祁连山森林和草原生态系统、水源涵养和生态屏障功能逐渐得以恢复和好转,保护区生态效益显著提高。这其中,气象工作功不可没。
人工增雨飞机即将奔赴祁连山开展作业。甘肃省气象局供图
甘肃省气象部门发挥优势,加强祁连山生态功能区监测能力建设,实时动态地开展祁连山生态及气象关键要素综合监测,研究多源卫星遥感监测反演技术,强化多频段卫星数据综合接收处理和应用,实现祁连山冰川、积雪、水体、森林植被、火点、沙尘等常规监测和生态资源实时、动态、长期、连续监测;在不同海拔高度、不同植被带布设梯度地面生态定位监测站,发挥张掖国家气候观测站和武威荒漠生态观测站作用,开展气象、植被群落、碳通量、辐射、森林植被光合生理等相关生态要素的立体、自动、连续综合监测,定期发布祁连山生态气象监测信息。
科学作业需要科学布局,气象部门着力优化祁连山生态修复型人工影响天气监测网络布局,适量布设具备风向风速和上升气流探测能力、可远程智能遥控的地面催化剂发生器系统,构建空地一体化人工增雨(雪)作业体系。建立祁连山生态保护区云场和云宏观、微观结构条件预报系统及播云过程、作业效果模拟系统,并针对重点季节开展常态化生态修复型人工增雨(雪)作业。
人工增雨飞机即将奔赴祁连山开展作业。甘肃省气象局供图
今年4月到6月,省气象局开展了3次人工影响天气综合观测试验,在祁连山地区开展人工增雨作业点次,有效改善了当地生态环境。同时,还通过市县级卫星遥感综合应用能力建设项目,开展祁连山积雪、大型水体、植被遥感监测,并定期发布遥感监测生态公报,为祁连山生态保护和治理提供了全方位的数据支撑。
下一步,甘肃省气象部门将围绕推进祁连山生态保护区人工影响天气作业能力建设,形成生态修复、空中云水资源开发利用并举的大型无人机人工影响天气业务,为提升青藏高原生态环境保护与气候变化适应能力作出新贡献。