西风如何主导青藏高原北部冰川能量平衡与升华过程？——以八一冰川为例

本研究针对青藏高原北部八一冰川，深入探讨了西风事件对冰川表面能量平衡（SEB）和升华过程的关键影响。通过分析不同风向下的气象数据、能量通量及升华速率，发现西风（出现频率60%）导致了67%的冰川表面升华损失，其机制主要源于风速驱动而非温湿度梯度。此外，西风事件中感热通量（H）取代净辐射（Rnet）成为主导能量来源。该研究为理解气候驱动下环流变化对冰川物质损失的影响提供了机制性框架。

　　

在全球变暖背景下，冰川物质平衡的变化已成为冰冻圈科学研究的热点。青藏高原作为除南北极以外全球最大的冰川聚集区，其冰川变化对区域乃至全球水循环具有重要影响。然而，目前关于不同大气环流系统（如西风与季风）如何影响冰川表面能量分配与升华过程的研究仍较为缺乏，尤其是针对过渡区域冰川的微观气象机制尚不清晰。在这一背景下，Shuhai Guo、Yueping Li、Rensheng Chen等研究人员在《iScience》上发表了一项针对八一冰川的观测研究，系统分析了西风事件对该冰川能量平衡与升华过程的影响。

研究团队基于2017年11月至2021年12月在八一冰川顶部自动气象站（AWS）获取的每小时气象数据，利用地表能量平衡模型和湍流通量参数化方案，计算了不同风向条件下的能量通量与升华速率。主要技术方法包括：气象梯度观测（风速、温湿度等）、辐射分量测量（短波与长波辐射）、云量参数化估计以及基于Monin-Obukhov相似理论的感热（H）与潜热（LE）通量计算。研究还通过风向分类（如西风定义为225°–315°）和风速归一化处理，深入分析了气象变量和能量通量随风速的变化关系。

结果部分：

气象变量的季节变化与西风影响

研究发现八一冰川气象条件具有明显季节差异，西风在非夏季时段主导风向，出现频率达60%。西风期间风速显著升高，同时带来低温、干燥的气团，导致近地表温度梯度（T_s–T_a）和比湿梯度（q_s–q_a）呈现不利于升华的稳定条件，但强风显著增强了湍流交换能力。

西风对能量平衡各分量的影响

西风期间，感热通量（H）取代净辐射（R_net）成为地表能量平衡（SEB）的主要贡献者，占52%，而R_net和LE分别占27%和21%。随风速增强，H的贡献逐渐减弱，但潜热通量（LE）因升华增强而显著上升，凸显出风动力在能量分配中的核心作用。

西风对表面升华的主导作用

西风虽带来较低的温度和湿度，但其高风速显著提升了升华速率，贡献了全年67%的升华量。随风速增加，升华率明显上升，尤其在春季最为显著。这表明升华过程主要受风速驱动，而非温湿度梯度。

结论与讨论：

该研究明确了西风在青藏高原北部冰川物质损失中的关键作用：通过强风动力机制促进升华过程，并改变地表能量分配格局。随着气候变暖背景下西风环流的增强与北移，这一过程可能进一步加剧冰川消融。研究结果强调了在冰川模型中加入风动力过程参数化的重要性，也为预测未来冰川响应环流变化提供了理论依据。

研究的局限性包括点尺度观测未能完全代表冰川整体情况，且西风事件受局部地形与环流共同影响。未来需布设多站点观测并结合模型模拟，以提升对冰川—气候相互作用机制的理解。