樹輪證據(jù)顯示喜馬拉雅Karnali流域極端氣候事件發(fā)生的頻率增加
喜馬拉雅山是世界上最高大最雄偉的山脈,從西到東綿延2400多公里,是冰川發(fā)育的中心,蘊(yùn)藏著巨大的水力資源,與青藏高原一起被譽(yù)為“亞洲水塔”。格爾納利河(Karnali River)位于尼泊爾西部,是恒河流域的上游,提供了重要的流域生態(tài)服務(wù)功能,為該地區(qū)數(shù)百萬人口的生產(chǎn)生活提供了重要的水資源。由于氣候變暖,喜馬拉雅山中部的大多數(shù)冰川正在迅速退縮,人們對氣候變化如何影響該地區(qū)的水資源和水文氣候仍然知之甚少。高精度重建流域徑流量的變化歷史并分析其長期趨勢和周期性,可為評估和預(yù)測氣候變化情景下流域水資源的可利用性以及科學(xué)管理提供參考。
版納植物園樹木年輪與環(huán)境演變組博士后Narayan Gaire和Zaw Zaw,在范澤鑫研究員的指導(dǎo)下,與德國埃爾朗根紐倫堡大學(xué)、尼泊爾特里布文大學(xué)和尼泊爾科學(xué)院合作,在尼泊爾西部Karnali流域進(jìn)行了大范圍樹木年輪取樣,收集和研制了5個針葉樹種共11個樣點(diǎn)的樹輪寬度年表序列(共計(jì)354個樹輪樣芯),分析了樹輪寬度年表與Karnali流域氣候和水文因子(河流徑流量)的相關(guān)性,旨在高精度重建該流域河流徑流量變化歷史。結(jié)果表明:1)樣點(diǎn)和區(qū)域樹輪寬度年表與春季-夏季(3月-7月)降水量和干旱指數(shù)正相關(guān),與同期溫度呈負(fù)相關(guān),表明該區(qū)域樹木生長主要受水分可利用性的限制;2)采用區(qū)域年表高精度地重建了該流域1628年以來河流徑流量的變化歷史,重建結(jié)果與喜馬拉雅中西部地區(qū)及周邊地區(qū)的干旱指數(shù)和降水量重建結(jié)果具有較好的一致性;3)Karnali流域徑流量重建顯示,喜馬拉雅中西部地區(qū)極端低流量(干旱)和高流量(洪澇)事件發(fā)生的頻率在過去一個多世紀(jì)呈現(xiàn)增加的趨勢;4)Karnali流域徑流量變化與厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)年際變率和太平洋十年濤動(PDO)有關(guān)。該研究首次高精度重建了喜馬拉雅中西部的區(qū)域水文變化歷史,可為當(dāng)前和未來氣候變化背景下流域水資源的科學(xué)管理和利用提供參考依據(jù)。
相關(guān)結(jié)果以“Increasing extreme events in the central Himalaya revealed from a tree-ring based multi-century streamflow reconstruction of Karnali River Basin”為題,發(fā)表在Journal of Hydrology上。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國際(地區(qū))合作研究與交流項(xiàng)目、中科院國際博士后計(jì)劃和云南省青年拔尖人才等項(xiàng)目的資助。
圖:(a)樹輪重建的1628年以來Karnali流域3月-7月河流徑流量變化;(b)每50年極端低流量(干旱)發(fā)生的頻次統(tǒng)計(jì)