青藏高原提供了多少径流？

《科学通报》在2021年第32期发表了题为“多源降水数据驱动下青藏高原径流集合模拟”的论文，量化了整个青藏高原地区近30多年来径流的时空分布格局，发现了冰川消融对总径流的贡献在随时间逐渐增大。

青藏高原被誉为“亚洲水塔”，是东南亚众多河流的源区，其提供的径流作为重要的、易获取的水资源，维系着周边数十亿人口的生产生活，支撑着生态系统的多样性。准确估算青藏高原的径流，揭示径流的变化规律，有利于高原及周边地区的水资源管理和灾害风险规避，并为评估气候变化背景下水资源的脆弱性提供支撑。然而，青藏高原地形复杂，冰川积雪分布广泛，而且地面站点尤其稀少，缺乏长期的水文气象数据，因此准确的径流估算面临巨大的挑战。

北京师范大学谢先红副教授团队联合中国科学院国家空间科学中心施建成研究员，针对以上问题，利用水文集合预报的方法模拟了整个青藏高原近30年的径流。该方法采用国际上8个评价较好的降水产品（其中6个是卫星降水产品）驱动陆面水文模型VIC（Variable Infiltration Capability），降低了单一降水产品的不确定性，提高了长系列径流模拟的精度。同时，基于度日因子算法增加了VIC模型的冰川模块，将冰川的动态变化加入到径流模拟中。经过径流、蒸散发等模型验证后，分析了1984~2015年间青藏高原径流的时空变化以及冰川对径流的影响，量化了径流估算的不确定性和波动区间。

图1 总径流的年均值、变异系数及变化趋势图(a)和青藏高原及其内部8个子区域的年径流时间序列(b). (a)中变化趋势图内标有黑色点的区域表示趋势的显著性

P

研究结果表明，青藏高原近30年的年均径流量约为212 mm（图1），并呈现出东南到西北递减的趋势。径流的不确定性约30%，多集中在高原西部和南部（~40%）。在1980~2015年间，径流表现为增加趋势，约为0.9 mm/a，但是青藏高原东南部的径流以−4.0 mm/a的趋势明显减少。内部8个子区域的径流量从40到340 mm不等，位于高原北部和西部的流域（河西走廊、柴达木盆地和内陆河区域）的年均径流量均低于80 mm，而位于高原南部的流域（澜沧江、怒江和雅鲁藏布江等流域的源区）的年均径流量均高于200 mm。8个子区域的径流在时间上均表现为增加趋势，量级在0.6~3.1 mm/a之间。

图2 降雨径流、融雪径流、融冰径流的年均值(a)、变异系数(b)和变化趋势(c). 融冰径流中的红框表示青藏高原东南部的念青唐古拉山脉. (c)中标有黑色点的区域表示趋势的显著性P

青藏高原的年均降雨径流、融雪径流和融冰径流分别约为141 mm、24 mm和48 mm（图2），前两者对总径流贡献分布为66%和12%，而融冰径流也有不小的贡献，尤其是在青藏高原东南部的念青唐古拉山脉（图2中红框标记的区域）。降雨径流南高北低，融雪径流分布相对均匀，而融冰径流主要分布在高山地区。降雨径流、融雪径流的不确定性主要集中在西部和南部，量级约为30%，融冰径流的不确定性较低（~7%）。

降雨径流和融冰径流以约0.7 mm/a和1.1 mm/a的趋势增加。特别是念青唐古拉山脉的冰川表现出了较快速的消融趋势（图3），年均融冰径流高达672 mm，占总径流的60%以上。而且在近30年间，融冰径流的增长趋势达到6.0 mm/a（P 总径流大幅度增长（~7.8 mm/a）。

图3 青藏高原东南部的念青唐古拉山脉地区的总径流和融冰径流的时间序列. 实线为均值, 虚线表示线性拟合趋势, 对应线条颜色的阴影区域为95%置信区间, **表示趋势的显著性 P

该研究采用的集合模拟方法，充分利用了可获取的遥感降水数据，为青藏高原等无资料地区的水循环和气候变化研究提供参考，对径流的量化和变化趋势的诊断可为青藏高原及周边地区的水资源评估和管理提供科学指导和决策依据。