青藏高原西部双峰型降水季节性的水汽输送机制及其对亚洲河流源区水文循环的影响

本研究针对青藏高原西部(WTP)独特的双峰型降水季节性(2-3月和7-8月)，通过ERA5再分析数据和WAM2layers水汽追踪模型，揭示了westerlies和Indian Summer Monsoon(ISM)主导的水汽输送机制，发现2000年后第一雨季峰值由3月前移至2月，对理解"亚洲水塔"水循环变化及下游水资源管理具有重要意义。

　　

在全球气候变化背景下，"亚洲水塔"青藏高原的水文循环过程备受关注。作为亚洲三大河流(印度河、阿姆河和塔里木河)的发源地，青藏高原西部(Western Tibetan Plateau, WTP)呈现出独特的双峰型降水季节性特征，但形成机制尚不明确。这一科学问题直接关系到对"第三极"地区冰川退缩、湖泊扩张等生态水文过程的理解，以及下游数亿人口的用水安全。

为揭示这一现象背后的水汽输送机制，国内研究机构的研究人员利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据(ERA5)和全球降水气候中心(GPCC)数据，结合双层水汽收支模型(WAM2layers)，系统研究了1979-2020年间WTP地区降水季节性的水汽来源与输送特征。研究论文发表在《Journal of Hydrology: Regional Studies》上。

研究主要采用三种关键技术方法：(1)利用ERA5再分析数据的降水、总柱水汽量(TCWV)和垂直积分水汽输送等参数进行气候统计分析；(2)应用WAM2layers模型进行水汽来源追踪，将全球划分为西部(WS)、南部(SS)、西北部(NWS)和本地循环四个主要源区；(3)通过边界水汽通量计算和显著性检验，分析降水季节性的长期变化趋势。

【3.1. Definition of bimodal precipitation seasonality】
研究首先明确了双峰型降水的定义标准：两个降水峰值需超过年均月降水量，且间隔大于两个月。基于ERA5和GPCC数据，发现WTP核心区呈现典型的2-3月和7-8月双峰特征，而北部天山地区则表现为冬季-春季双峰模式，证实WTP处于季风与西风系统的过渡带。

【3.2. Moisture transport features over and around the WTP】
水汽输送分析显示，WTP全年主要通过西部边界获得水汽输入，而南部边界仅在第二雨季(7-8月)转为净输入。总水汽收支在2-3月达到首个峰值，这主要源于西部边界输入增加与南部边界输出减弱的共同作用；7-8月峰值则与印度夏季风(ISM)增强直接相关。

【3.3. Moisture sources of precipitation in the WTP】
水汽追踪结果表明，西部源区(WS)贡献最大(36.12%)，其次为南部源区(SS,18.86%)和本地循环(15.76%)。值得注意的是，WS和SS的贡献均呈现双峰季节性，而NWS和本地循环仅在夏季出现单峰，揭示了不同源区对双峰降水的差异化贡献机制。

【3.4. Change of precipitation seasonality in the WTP】
研究发现2000年后第一雨季峰值从3月前移至2月。进一步分析显示，这一变化与30°N附近大型水体(如地中海)水汽贡献增加，以及阿拉伯海北部"反气旋式"水汽输送减弱密切相关。GPCC和ERA5数据均验证了这一转变的可靠性。

这项研究系统阐明了WTP双峰型降水季节性的水汽输送机制，首次量化了不同源区的相对贡献，并揭示了21世纪以来降水峰值的月份偏移现象。这些发现不仅深化了对西风-季风相互作用的理解，更重要的是为"亚洲水塔"地区的水资源评估提供了科学依据。特别是对印度河、阿姆河等国际河流的水量预测和跨境水资源管理具有重要实践价值。随着"第二次青藏高原综合科学考察"等重大项目的推进，该研究为后续极端水文事件预警和区域气候模式改进奠定了理论基础。