青藏高原多年冻土变化对水文过程的影响
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多年冻土变化的基本特征
多年冻土区气温与降水变化
当前大部分研究基于青藏高原的各类数据资源揭示了青藏高原不同区域乃至整个青藏高原的气候变化背景，但由于真正位于多年冻土区的气象台站极为稀少，导致现有结果对于高原海拔 4 000 m 以上地区气候变化背景的评估还存在极大不确定性。2004 年以来，中国科学院青藏高原冰冻圈观测研究站在青藏高原腹地多年冻土区沿青藏公路沿线的唐古拉、五道梁和西大滩 3 地建立了综合气象站，重点开展高原腹地多年冻土与气候相互关系监测研究。这 3 个气象站 2004—2016 年的年平均气温在−5．8℃—−2．4℃ 间波动上升，气温升高趋势基本一致（图 1a），平均变化率约为0．05℃／a。其中，唐古拉气温增幅最大，约为 0．08℃／a；五道梁气温增幅最小，约为 0．02℃／a。2008 年的气温为观测期的最低值，平均值约为−5℃；2010 年为观测期最高值，平均值约为−3．3℃（图 1c）。
上述 3 个气象观测站点的年降水变化趋势基本一致，约在 210—580 mm 降水量区间呈明显的波动上升趋势（图 1b），平均变化速率为 7．49 mm／a。年平均降水量最小值和最大值出现在 2006 年和 2016 年，分别为 285 mm 和 436 mm（图 1c）。降水主要集中在每年5—9月，但年际降水集中期的分布有所差异。观测站点的降水量空间变化趋势与气温变化趋势相反，受纬度地带性规律和海拔的共同影响，降水量自北向南迅速增加。其中，唐古拉降水增幅最大，约为 10．68 mm／a；五道梁降水增幅最小，约为 4．81 mm／a。
图 1 2004 — 2016 年唐古拉、五道梁和西大滩观测站点气象要素的年变化特征
（ a ）各站点年平均气温变化；（ b ）各站点年降水量变化；
（ c ）气温和降水量的平均值变化
可以看出，青藏公路沿线多年冻土区的气候在 10 多年来呈现变暖和变湿趋势。利用青藏高原气象站点和再分析资料研究结果表明，青藏高原自 1980 年以来气温变化速率在 （0．40℃—0．52℃）／10 a 之间，1998—2012 年的升温率为 0．20℃／10 a。1979—2001年，青藏高原西北部降水增加速率为 3．99 mm／10 a，东南部增加速率约 16．84 mm／10 a。总体而言，2004年以来，青藏高原腹地多年冻土区的气候变暖变湿趋势远较整个青藏高原的平均气候变化幅度要强烈。多年冻土区气候的这种变化无疑会导致多年冻土及多年冻土水资源特征发生显著变化。