近60年来,我国升温速率明显高于同期全球平均水平,是全球气候变化的敏感区和影响显著区。青藏高原作为我国重要的气候变化敏感区和生态脆弱区,升温速率高于全球平均水平。气温升高导致冰川冻土退化、蒸发量增加,对水循环及植被生态产生深远的影响。
气候变化背景下,未来长江、黄河源区水循环有哪些变化?在日前由长江生态环境保护修复联合研究中心(以下简称长江中心)召开的长江上游生态环境保护交流研讨会上,记者专访了长江中心特邀专家、中国水利水电科学研究院水资源研究所教授级高工周祖昊。

中国环境报:全球气候变化对长江、黄河源区水循环过程有哪些影响?
周祖昊:在全球气候变化的背景下,长江源区降雨径流显著增加。
近年来,长江源区气温升高、降水增加,导致长江源区径流增加。从径流组分分析,降雨径流增加幅度最大,融雪、融冰径流小幅增加。1956年—2020年长江源区多年平均径流量为129.4亿立方米,降雨径流、融雪径流及融冰径流多年平均值分别为96.8亿立方米、22.5亿立方米和10.1亿立方米,占比分别为74.8%、17.4%和7.8%。降雨径流呈显著增加趋势(p<0.05),融雪、融冰径流呈不显著增加趋势(p>0.05)。根据Pettitt突变检验,1997年为突变点,突变后径流增加28.3亿立方米,其中,降雨径流增加23.6亿立方米,融雪径流增加3.2亿立方米,融冰径流增加1.5亿立方米。相比突变前,降雨径流占比增加2.3%,融雪径流占比减少1.6%,融冰径流占比减少0.7%。
但黄河源区总径流变化趋势却不显著。
黄河源区径流基本不变,降雨径流略微增加、融雪径流略微减少,气温升高和降水增加对径流变化的作用基本持平。1956年—2020年,黄河源区多年平均径流量为203.8亿立方米,降雨径流、融雪径流多年平均值分别为172.4亿立方米和31.4亿立方米,占比分别为84.9%和15.1%。由于冰川面积占流域面积的0.1%,冰川径流占总径流的0.35%,不考虑冰川对径流的影响。总径流变化趋势不显著,降雨径流呈不显著减少趋势(p>0.05),融雪径流呈显著增加趋势(p<0.05)。
中国环境报:未来长江、黄河源区的水循环会发生哪些变化? 周祖昊:未来,降水将主导长江源区总径流的增加。
历史系列降水增加是引起径流增加的主导因素。而未来随着气候变化,长江源区气温还将继续升高,降水还将继续增加,导致长江源区径流继续增加,但融冰径流将于本世纪中叶达到拐点。
引起未来长江源区总径流增加的原因是降水因素,其贡献率为108.4%,气温导致径流减少,贡献率为-8.4%。从径流组分分析,气温和降水对降雨径流变化的贡献率分别为36.2%和63.8%,对融雪径流变化的贡献率分别为-248.1%和348.1%,对融冰径流变化的贡献率分别为121.5%和-21.5%。基于CMIP6国际耦合模式比较计划的8套全球气候模式数据,采用“降尺度—误差订正—模式平均”一体化方法,预估了4种排放情景下源区未来(2021年—2100年)径流变化趋势。结果显示,长江源区降水、气温增加条件下冰雪融水呈先增后减的趋势,约在本世纪中叶(2040年—2050年之间)达到峰值,随后出现不同程度的下降,将导致源区基流占比降低,径流过程更不稳定。
未来,随着气温升高和降水增加,黄河源区径流预计增加,但增加幅度的不确定性很大。相比历史水平,2050水平年5个气候模式SSP2-4.5和SSP5-8.5路径下气温平均增加2.5℃和3.1℃,降水平均增加29.9毫米和35.3毫米,径流量平均增加8.3毫米和6.0毫米(约10.1立方米和7.3亿立方米),陆地水储量平均增加15.4毫米和4.1毫米,雪水当量平均减少2.6毫米和2.8毫米,土壤水储量平均减少17.7毫米和22.7毫米,地下水储量平均增加35.7毫米和29.6毫米。
中国环境报:我们应该做好哪些方面的准备? 周祖昊:气候变化对流域的影响具有非线性、复杂性、综合性等特征。在气候变化的背景下,下一步,要继续发挥好长江中心等国家级科技创新平台作用,推动多学科交叉融合、多部门协同联动、政产学研用多主体联合共治,积极应对气候变化对水生态环境安全的挑战,科技助力长江大保护。其中,建议重点关注长江源区的本底条件及其未来演变,并加强对人类活动(如梯级水库、跨流域调水工程)影响的预测和调控。进一步研究气候变化和梯级水库影响下河流径流过程与生源要素的综合演变规律,并针对联系两大流域上游的南水北调西线工程,开展其对水源区、受水区生源要素影响的预测,以支持长江流域水资源、水环境、水生态“三水统筹”综合调控和管理。
来源:中国环境