“亚洲水塔”水汽垂直输送机制首次揭示

ananxiao

       第二次青藏高原综合科学考察研究取得重要进展。从中国科学院青藏高原研究所获悉，该所高晶研究员与姚檀栋院士团队联合中国科学院空天信息创新研究院及多个国际研究机构，历经八年攻关，首次揭示了西风携带的水汽如何通过一条隐秘的“垂直输送带”融入“亚洲水塔”局地水循环。这一发现为理解青藏高原水资源演变提供了关键科学依据。相关研究成果发表于《美国国家科学院院刊》。

       被誉为“亚洲水塔”的青藏高原，水循环主要受中纬度西风与印度夏季风交替控制。但长期以来，西风水汽究竟如何进入高原大气水循环、影响水汽分布，一直是悬而未决的科学难题。

“亚洲水塔”大气水汽垂直输送带机制示意图（中国科学院青藏高原研究所供图）

       研究团队此次利用自主研发的浮空艇，在这片高海拔区域成功完成了32次大气水汽三维精细观测。他们捕捉大气水汽中稳定同位素的微小变化，如同读取水汽的“出生指纹”，首次清晰描绘出高原大气水汽的分层结构。

       研究发现，青藏高原上空的水汽输送并非铁板一块，而是分为上下两层、来源不同的两条“水汽传送带”：高空的那条“传送带”主要运送由西风从远方平流输送而来的水汽；而贴近地面的那条“传送带”，则以本地湖泊、湿地和土壤蒸发的水汽为主。最关键的一步发生在夜间，高空西风水汽下沉，与近地面白天残留的局地水汽相遇，冷暖气团交汇形成一道逆温层，像屏障一样暂时阻断上下空气交换。

       这一过程使外来水汽免于被高空强风迅速吹散。模拟显示，无降水条件下，西风输送的高空水汽中约有30%能借此悄悄补给局地大气，成为维持“亚洲水塔”水汽积累的重要隐性水源。局地植被覆盖状况也会对这一过程产生微妙调节。

       高晶表示，这一机制解析弥补了以往对非季风期水汽来源认识的不足。这项成果不仅为改进大气模式、更准确预估亚洲水塔未来水资源变化提供了关键支撑，也对深入解读冰芯等气候记录具有重要参考价值。