山区积雪作为天然的固体水库,是水资源的重要组成部分。高亚洲是以青藏高原为主要区域,包括天山、帕米尔等区域的亚洲高海拔地区,是中低纬度山区积雪的重要分布区,其降雪的动态变化对区域水循环、能量平衡、气候变化以及生态环境具有重要影响。在气候变化背景下,高亚洲地区升温趋势明显,温度的升高打破了原有的自然平衡,可能引发山区降水形式、时空分布及雨雪比变化,改变山区冰川积雪的积累/消融规律和山区产汇流过程,进而影响径流总量、径流季节分布和径流组分发生改变。那么,在全球变暖背景下,高亚洲地区的降雪发生了怎样变化呢?
针对这一科学问题,中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室陈亚宁研究员团队使用新一代的统计降尺度NEX-GDDP评估和预测了未来高亚洲地区的降雪变化(降雪量、降雪天数以及降雪率)。
研究结果表明:尽管NASA的NEX-GDDP高分辨率的每日降尺度数据集可以成功捕获平均降雪气候的分布,但它对极端降雪的刻画有较大误差。未来随着温度升高,尤其是冬季温度的增加,在RCP4.5和RCP8.5排放情景下,会导致降雪量分别减少18.9%和32.8%,降雪天数减少29.6%和47.3%,降雪率减少26.7%和42.3%。此外,在高排放情景下,以降雨为主的地区预计将扩大到53.9%,而以降雪为主的地区则会仅占整个高亚洲的17.9%。从空间上看,高亚洲东部的东天山、东昆仑、祁连山以及南部和东部西藏及横断山一带的降雪率降幅比西部的帕米尔高原和喀拉昆仑山的降幅更大,这种差异可归因于两地气候、海拔以及独特的季节循环差异。
相关研究成果以Evaluation and projection of snowfall changes in High Mountain Asia based on NASA's NEX-GDDP high- resolution daily downscaled dataset为题发表在Environmental Research Letters ,文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aba926;以Declining snowfall fraction in the alpine regions, Central Asia为题发表在 Scientific Reports ,文章链接:https://www.nature.com/articles/s41598-020-60303-z。
图1 RCP4.5和RCP8.5情境下降雪量的时空变化
图2 现今、RCP4.5和RCP8.5情境下的降水主导区、过渡区、降雪主导区的分布