暖化下融雪洪水时间变化：挑战传统认知，揭示复杂规律与深远影响

在气候变化背景下，融雪洪水对人类影响重大。为解决融雪洪水时间变化研究存在的问题，研究人员分析 1950 - 2020 年北半球 2339 个流域数据。结果发现，暖化下融雪洪水时间有提前也有延迟，这一发现挑战传统认知，对水文和生态研究意义重大。

　　在地球的寒冷地区，皑皑白雪覆盖着广袤大地，随着全球气候不断变暖，这片银白世界正悄然发生改变。曾经稳定的积雪开始减少，这看似简单的变化，却引发了一系列连锁反应，其中融雪洪水的变化尤其引人关注。传统观点认为，气候变暖会使融雪提前，进而导致融雪洪水更早发生。但事实真的如此吗？过往研究存在诸多局限性，比如大多聚焦局部地区，缺乏全球综合分析；而且在识别融雪洪水事件时，方法不够科学，常把其他原因引发的洪水误判为融雪洪水，这使得我们对融雪洪水时间变化的理解充满不确定性。而这些不确定性，对于依赖冰雪融水的地区来说，关乎水资源管理、防洪减灾等重大民生问题，所以，开展更深入准确的研究迫在眉睫。

清华大学的研究人员勇挑重担，开展了一项针对融雪洪水时间变化的研究。他们通过分析 1950 - 2020 年北半球 2339 个受雪影响且未受人类活动强烈干扰流域的径流观测数据，运用基于事件的分析方法，准确区分不同的洪水生成机制。最终得出令人惊讶的结论：在暖化情况下，融雪洪水的发生时间既可能提前，也可能延迟。这一成果发表在《Nature Communications》上，为该领域研究开辟了新方向。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是收集多源数据，包括从 8 个数据库获取 1950 - 2020 年的每日径流数据，以及从欧洲再分析第五代数据集（ERA5 - Land）获取气象数据；二是采用峰值超过阈值法识别洪水事件，再依据融雪和降雨强度等指标进行洪水类型分类；三是确定关键变量，如融雪洪水时间（t_sf）、最大雪水当量（SWE_max）及其时间、季节性变暖起始时间（t_ow）、融雪速率、融雪开始日期（MOD）等。

研究结果

1. 气候与洪水时间趋势：研究期间，约 97% 的流域年平均气温上升，平均每十年升高 0.22°C。68% 的流域 SWE_max下降，平均每十年减少 4.47mm 。在融雪洪水时间（t_sf）方面，约 70.8% 的流域融雪洪水提前，29.2% 的流域延迟。整体上，t_sf每十年提前 0.87±2.4 天。
2. 洪水时间对变暖的敏感性：平均而言，年平均气温每升高 1°C，t_sf提前 4.7±5.0 天。t_sf对变暖的敏感性随年平均温度升高而增加，暖流域比冷流域敏感性更高。且 t_sf与融雪期温度趋势强相关，与积雪期温度趋势弱相关。
3. 影响洪水时间变化的因素：通过相关性分析，确定了影响 t_sf的五个关键因素，包括 t_ow、融雪速率、SWE_max时间、MOD 和 SWE_max 。其中，t_ow与 t_sf的相关性最强，是控制半球尺度融雪洪水时间的主要因素。
4. 洪水时间变化的归因：根据 t_ow和 t_sf的趋势，将流域分为四组。不同组中，SWE_max和融雪速率变化不同，共同影响 t_sf 。如第一组中 t_sf和 t_ow都提前，SWE_max下降；第三组中 t_sf延迟，t_ow提前，融雪速率大幅下降。

研究结论与讨论

研究揭示了暖化下北半球流域融雪洪水时间变化的复杂模式，挑战了 “暖化导致融雪洪水提前” 的传统认知。t_ow和融雪速率是影响 t_sf变化的关键驱动因素，二者对 t_sf的影响相反。此外，SWE_max与 t_sf呈正相关，SWE_max减少会促进融雪提前，导致 t_sf提前。

从水文角度看，多数北方流域 t_sf提前，使水资源季节性变化提前，可能加剧夏秋季干旱；而 t_sf延迟的流域，虽春季洪水风险降低，但夏季融雪洪水与降雨叠加，会增加夏季洪涝风险。从生态角度讲，t_sf变化会破坏河流和河岸物种的繁殖过程与栖息地，影响生物多样性。

这项研究意义重大，它为理解融雪洪水时间变化机制提供了新视角，有助于改进融雪洪水模型，提高对未来气候变化下融雪洪水的预测能力，为水资源管理、防洪减灾以及生态保护等提供科学依据，使人类能更好地应对气候变化带来的挑战。