科研進(jìn)展
青藏高原多年凍土與氣候相互作用機(jī)制研究獲新進(jìn)展
青藏高原是全球最大的高海拔多年凍土區(qū)，長期以來的研究多集中于其碳循環(huán)功能。在全球變暖背景下，其在能量與水分耦合過程中的作用正在被重新認(rèn)識(shí)。多年凍土不僅是全球最大的高海拔“碳庫”，更通過調(diào)控地表能量分配和水分循環(huán)，深刻影響青藏高原乃至全球的氣候格局。
近日，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院與南京信息工程大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在多年凍土–氣候反饋研究中提出將傳統(tǒng)以碳反饋為核心的研究框架拓展至能量與水分耦合驅(qū)動(dòng)的氣候反饋機(jī)制，系統(tǒng)揭示了多年凍土在塑造區(qū)域和全球氣候中的主動(dòng)作用。
研究團(tuán)隊(duì)依托長期野外觀測、遙感反演和過程模擬，完整描繪了“地表能量分配→邊界層演變→季風(fēng)與行星波響應(yīng)”的多尺度反饋鏈條。結(jié)果表明，多年凍土的“凍融記憶”，即凍結(jié)或融化狀態(tài)在季節(jié)間延續(xù)并影響后續(xù)熱量與水分過程，并對(duì)土壤熱物理特性及潛熱/顯熱分配造成影響，共同決定了能量釋放的節(jié)奏與路徑，進(jìn)而影響邊界層穩(wěn)定性、對(duì)流觸發(fā)和大氣遙相關(guān)結(jié)構(gòu)。
研究指出，現(xiàn)有地球系統(tǒng)模型（ESMs）在相變熱力過程、雪–土–植被耦合和跨季節(jié)水分記憶等方面存在顯著低估。為此，團(tuán)隊(duì)提出了可操作的模型改進(jìn)路徑，包括優(yōu)化參數(shù)化方案、強(qiáng)化多圈層耦合邏輯，并引入長期連續(xù)觀測驗(yàn)證，以提升氣候預(yù)測精度和極端事件風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估能力。
該成果題以 Beyond carbon: Multi-scale thermal and hydrological feedback of permafrost on the Tibetan Plateau為題，發(fā)表于地學(xué)一區(qū)TOP期刊 Earth-Science Reviews。西北研究院肖瑤助理研究員為論文第一作者，胡國杰研究員與南京信息工程大學(xué)趙林教授為通訊作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青促會(huì)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105248
青藏高原多年凍土退化驅(qū)動(dòng)的非碳?xì)夂蚍答仚C(jī)制框架
凍土區(qū)季節(jié)性能量通量與地下水文過程示意圖
春季陸氣耦合過程動(dòng)力學(xué)模型
青藏高原至全球尺度的氣候反饋路徑圖譜
