青藏高原可可西里高寒串聯(lián)湖泊變化機(jī)理
在氣候變化背景下，第三極地區(qū)湖泊整體呈擴(kuò)張趨勢(shì)。特別是青藏鐵路沿線，與鐵路存在潛在匯流關(guān)系的42個(gè)大型湖泊（>100km2）中，有四分之三高寒湖泊（自上世紀(jì)90年代中期以來(lái)）面積呈現(xiàn)明顯增加趨勢(shì)(圖1b)。
2011年9月，可可西里卓乃湖發(fā)生潰決，可可西里地區(qū)的四個(gè)主要高寒湖泊（卓乃湖、庫(kù)塞湖、海丁諾爾湖和鹽湖）形成了串聯(lián)湖泊群，導(dǎo)致最下游的鹽湖水量急劇擴(kuò)張，給青藏鐵路造成了直接威脅（圖1c）。然而由于該高寒無(wú)人區(qū)實(shí)測(cè)資料稀缺，高寒區(qū)串聯(lián)湖泊過(guò)程復(fù)雜，仍缺乏對(duì)該高寒串聯(lián)湖泊形成機(jī)理及未來(lái)變化的定量解析。
“亞洲水塔動(dòng)態(tài)變化與影響”任務(wù)“亞洲水塔區(qū)水循環(huán)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與模擬”中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所王磊研究員團(tuán)隊(duì)以可可西里地區(qū)的高寒串聯(lián)湖泊流域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用基于物理過(guò)程的分布式冰凍圈-水文-湖泊-調(diào)度模型，定量解析了高寒串聯(lián)湖泊形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并基于多模式氣候預(yù)估結(jié)果和冰凍圈-水文-湖泊-調(diào)度模型定量預(yù)測(cè)了下游鹽湖未來(lái)幾年的水量水位變化。
結(jié)果表明，降水（+84 mmdecade-1）和冰雪融水的增加（+8.8% decade-1）是導(dǎo)致卓乃湖潰決前水量增加的主要原因，自2012年，入湖徑流急劇增加（1999-2010：0.25 km3 year-1；2012-2018：0.76 km3year-1）使得鹽湖迅速擴(kuò)張（圖2）；凍土變化對(duì)卓乃湖和鹽湖水量增加的貢獻(xiàn)很小，但是會(huì)降低湖泊湖岸和湖盆的不穩(wěn)定性。
該研究定量解析了由于冰湖潰決事件所形成的高寒區(qū)串聯(lián)湖泊的變化機(jī)理及其未來(lái)變化趨勢(shì)。隨著區(qū)域氣候持續(xù)變暖，該研究可為第三極地區(qū)因氣候變化而引起的新型冰凍圈災(zāi)害事件研究提供重要的模型工具和科學(xué)依據(jù)。
該研究以“Domino effect of a natural cascade alpine lake system on the Third Pole”為題，發(fā)表于國(guó)際綜合學(xué)術(shù)期刊《PNAS-Nexus》（《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）兄弟期刊）。王磊研究員為該論文的第一作者和通訊作者。該研究得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK020604）等項(xiàng)目的資助。
圖1可可西里地區(qū)串聯(lián)湖泊的分布概況
(a) 第三極地區(qū)湖泊的空間分布；(b) 青藏鐵路沿線與鐵路存在潛在匯流關(guān)系的大湖（>100km2）的分布情況；(c) 可可西里地區(qū)串聯(lián)湖泊流域概況。
圖2可可西里地區(qū)串聯(lián)湖泊流域卓乃湖潰決前（a）后(b)的水量平衡變化
相關(guān)論文：Wang, L.*, H. Liu, X. Zhong et al., Domino effect of a natural cascade alpine lake system on the Third Pole, PNAS-Nexus, 2022, https://academic.oup.com/pnasnexus/advance-article-abstract/doi/10.1093/pnasnexus/pgac053/6586351.