2004年世界气象日－信息时代的天气、气候和水

青藏高原及其周边地区对区域水分和生态的影响
徐祥德

　　青藏高原为全球最大与最高的高原大地形，亦是长江与黄河发源地，其南侧有来自相邻的印度洋、南海等地区的异常显著的暖湿气流及水汽输送，并在高原南侧构成水汽异常辐合，同时高原中东部强对流活跃区亦构成了东亚季风活跃区内高原及周边地区特殊的水汽输送及其水循环过程，因此它是东亚陆-气相互作用的最敏感区之一，1998以及1991年长江流域异常洪涝大部分特大暴雨过程对流云系可追溯到青藏高原及其周边地区。从1958-1995年的多年平均水汽通量矢量场来看，水汽流东起菲律宾以东洋面，经过南中国海，西至东非索马里、阿拉伯海、印度洋、并从孟加拉湾经青藏高原东部转向中国长江流域和日本列岛，可以看出高原是引起东亚中国乃至日本等国地区灾害气候异常的水汽输送关键区。这就是人们十分关注的高原与中低纬季风能量、水份循环的"活跃区"（即"大三角扇型"区域）。那里是大气对流活动和灾害性天气系统的多发区。
青藏高原与印度洋、孟加拉湾和南海水汽流相互作用是影响东亚地区水资源及其干旱、洪涝异常气候关键问题，高原地区则构成了长江流域及东亚地区季风水汽输送源的"转运站"。
上述问题启发我们思考研究气象灾害的预报及其防治是否要"追根朔源"呢？即研究此类特殊边界层结构是否可能形成高原及周边地区独特水汽输送及其水循环特征，构成影响东亚中国与日本地区灾害性天气气候的重要因子？高原地区边界层对流云团影响长江流域及其下游地区暴雨灾害规律性现象，进一步揭示出青藏高原为东亚季风"大三角扇型"强偏南水汽输送"转向"动力效应，其具有水汽输送"转移站"效应。这些都是东亚地区天气灾害预报需要研究的重要问题。
青藏高原的气候机理和东亚季风的研究在国际上具有重要影响，气象预报工作者们认识到为了深入了解东亚地区的天气气候及其灾害成因，有必要进行气候敏感区-高原大气的长期观测试验。这种试验与东亚季风研究等相关的计划结合在一起，对青藏高原的观测与南海及其周边海洋季风强信号关键区的重点长期观测以及东亚陆面观测统一设计，形成一个以东亚、高原、海洋、陆地为目标的多交叉的综合观测试验，构成高原陆-气系统与大陆沿海海-气系统，高原东南部大气-陆面-生态系统多圈层相互作用观测研究的点-面结合，以点带面的经济有效的综合长期观测试验。获取第一手长期观测数据分析高原中、东部水循环及水汽源影响特征及其对亚洲季风激发与灾害影响机理。此关键问题研究对如何设计改进中国与日本区域数值预报模式有关高原地区特殊物理过程参数化技术以及提高东亚区域灾害性天气预报的水平等急需解决的问题具有重要的学术意义和实用价值。
高原东南部的中国西南地区（含西藏、广西）地表水资源十分丰富，占中国西部地表水资源的83.7%，中国的47.0%。西南地表水丰富主要得益于大气降水。夏季盛行的东南风和西南风将南海和孟加拉湾暖湿气流输送到高原东南部，使得高原东南部产生丰沛的降水，年降水量达到400-800mm甚至更多。喜马拉雅山南侧终年盛行西南气流，水汽输送量十分大，西南地区诸河出境水量最大。西部水资源合理开发利用和调配是西部大开发的必要物质基础，西南地区特殊气候给水资源开发利用和调节造成极其有利的条件，该区域是中国水资源蕴藏量最大的地区，长江上游、广西红水河流域、云南地区三江流域、西藏雅鲁藏布江等河流是水能资源�"富矿区"，是中国西电东送、南水北调的主要基地，也是未来中国及南亚、东南亚周边诸国十分重要的水资源源地，因此，对该地区水资源、水循环机理的研究及水资源的合理开发将是社会经济发展和周边区域社会稳定的重要保障。
同时，中国西南地区地处长江、元江红河、澜沧江（湄公河）、雅鲁藏布江、怒江上游，研究该区域气候的变化及大气圈-生态圈的耦合作用对上述江河流域的生态保护和环境修复具有重要的现实意义，是中国长江上游地区天然林保护工程、水土保持工程的关键区域，也是东南亚湄公河流域有关邻国生态环境保护最为关键的敏感区，实施该项目的将有助于实施该区域的环境保护工程，恢复和保护该区域的生态环境和生物多样性。
中国的青藏高原作为地球上较少受到人类活动影响的少数几个地区之一，它对气候变化的反应非常敏感，可以作为全球气候变化影响的东亚地区重要的先兆区，具有重要的长期监测价值。青藏高原对全球气候变化响应研究表明：在气温增加4℃，降水增加10%条件下，高原东南部山地植被有明显森林化趋势，尤其是热性与温性森林的面积显著增加；高山草甸的面积则显著减少，大部分转为山地寒温针叶林；高山草原面积减少过半，多转为温性草原；植被垂直带上移；多年冻土层大部分消融；山地雪线上升；冰山退缩与高原湖泊萎缩。因此，青藏高原可以作为全球气候变化的东亚地区预警区。另外，西藏冰川面积27 560km2，占中国冰川面积的48%，冰川融水占中国冰川面积60%。青藏高原积雪峰值年变幅非常剧烈，丰雪年与枯雪年相差高达300亿m3水当量。青藏高原冰川及其水循环特征对全球变化响应，将对中国长江源头及其西南地区，东南亚国家水资源产生重大影响。青藏高原中部与东南部生态气候长期监测将对东亚及中国、日本等地区有关全球变化响应及其区域可持续发展具有重大经济价值，并对正在实施的青藏铁路、三峡等重大工程具有重要经济价值及社会意义。该地区还是目前世界上气候类型多样性、物种多样性和生态多样性最为典型和最为集中的区域之一，处于气候、生物和生态的过渡带，该地区的气候生态环境对全球变化十分敏感，例如，西双版纳地区的雾日在过去50年显著减少。全球气候变化对该区域的影响是十分重要的科学问题，此项目生态气候长期观测不仅可以揭示全球变化特征，也可以揭示全球变化对东亚区域物种栖息、生态圈的影响机理及其变化趋势，有利于为东亚地区生态保护及其可持续发展决策提供重要依据。