蒸發(fā)是全球地表能量平衡的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，又是水量平衡的重要組成部分。據(jù)了解,，全球有超過(guò)60%的降水會(huì)以蒸發(fā)的形式返回到大氣中,。

近日,，我國(guó)研究人員發(fā)展了一種新的湖泊蒸發(fā)量估算方法，估算出青藏高原湖泊蒸發(fā)總量為每年517億噸,，相當(dāng)于3570個(gè)杭州西湖的水量,。

此外，研究還發(fā)現(xiàn),，湖泊冬季冰面升華水量大約占湖泊年蒸發(fā)量的12.3%—23.5%,，是湖泊水量平衡研究重要的組成部分。青藏高原南部湖泊的非結(jié)冰期長(zhǎng)度和湖泊蒸發(fā)量都顯著高于北部湖泊,。

那么,，研究人員究竟為什么要研究青藏高原的湖泊蒸發(fā)？他們又是如何計(jì)算出湖泊蒸發(fā)量的,？這種方法適用于世界其他湖泊蒸發(fā)測(cè)量嗎,？為此,，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了相關(guān)專家。

蒸發(fā)量與周邊生態(tài)及氣候密切相關(guān)

據(jù)了解,，青藏高原平均海拔近4000米,，不僅擁有除南北極地區(qū)之外最大的冰川儲(chǔ)量外，也擁有地球上海拔最高,、數(shù)量最大的內(nèi)陸湖泊群,。青藏高原地區(qū)的湖泊面積近5萬(wàn)平方公里，占中國(guó)湖泊總面積的一半以上,。

“它是亞洲許多大江大河的發(fā)源地,，包括長(zhǎng)江、黃河,、瀾滄江,、雅魯藏布江、印度河,、錫爾河等,，都是青藏高原孕育而生的河流。這些河流的水資源養(yǎng)育著亞洲數(shù)十億人口,，因此青藏高原就被稱為‘亞洲水塔’,。”中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所研究員馬耀明告訴科技日?qǐng)?bào)記者,。

豐富的水資源不斷從這里流出,，哺育著青藏高原及其下游區(qū)域的森林、草地,、農(nóng)田等,，也為下游地區(qū)的魚(yú)類、鳥(niǎo)類,、動(dòng)物提供了適宜的棲息環(huán)境,，更是人類生產(chǎn)生活的重要保障。

“更重要的是,，青藏高原地區(qū)與周邊地區(qū)的水分交換過(guò)程,，不僅會(huì)通過(guò)季風(fēng)系統(tǒng)將印度洋和西太平洋的大量水汽帶到高原地區(qū)，還可以通過(guò)大江大河和西風(fēng)作用將水和水汽從高原向中國(guó)東部地區(qū)進(jìn)行輸送,，影響中國(guó)東部地區(qū)的降雨過(guò)程,。”馬耀明說(shuō),，此外,，除了青藏高原與周邊區(qū)域的水分交換，青藏高原巨大的動(dòng)力和熱力作用,，還會(huì)通過(guò)地氣相互作用過(guò)程影響周邊地區(qū)的氣候變化,。

作為青藏高原的重要組成部分,，這里的湖泊對(duì)氣候波動(dòng)極為敏感，可以看作揭示全球氣候變化與區(qū)域響應(yīng)的重要信息載體,。湖泊蒸發(fā)作為以內(nèi)流湖為主的青藏高原湖泊水量的輸出項(xiàng),，與降水量等都是湖泊水量平衡計(jì)算方程中的重要分量,，準(zhǔn)確測(cè)量湖泊蒸發(fā)量是研究湖泊水量和能量平衡的關(guān)鍵,。近年來(lái)，不少研究人員通過(guò)各種方法對(duì)青藏高原湖泊蒸發(fā)進(jìn)行了估算,。

此前,，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等單位的研究人員分別進(jìn)行了亞洲水塔的冰川、積雪,、徑流,、湖泊、降雨,、陸地蒸散發(fā)等水資源儲(chǔ)量的評(píng)估工作,，以便獲得對(duì)亞洲水塔水資源儲(chǔ)量的初步認(rèn)識(shí)。

不同測(cè)量方法結(jié)論差異明顯

事實(shí)上,，在研究青藏高原湖泊水分循環(huán)過(guò)程中,，以往對(duì)高海拔湖泊的湖—?dú)庀嗷プ饔糜^測(cè)較少。同一湖泊采用不同研究方法得到的湖泊蒸發(fā)量具有明顯差異,，且湖泊蒸發(fā)量空間分布及蒸發(fā)總量至今沒(méi)有得到確切的數(shù)據(jù),。

“計(jì)算湖泊蒸發(fā)量的方法很多，比如基于儀器觀測(cè)的方法,、基于能量平衡的方法,、基于水量平衡的方法以及模型模擬的方法等?！敝袊?guó)科學(xué)院青藏高原研究所王賓賓博士說(shuō),。

基于儀器觀測(cè)的方法，主要利用了蒸發(fā)皿和渦動(dòng)相關(guān)儀等設(shè)備,，需要前往湖泊區(qū)域架設(shè)觀測(cè)儀器并花費(fèi)大量的人力物力,。然而，“由于青藏高原嚴(yán)酷的自然環(huán)境條件和交通不便等因素,，短期內(nèi)對(duì)大范圍的湖泊蒸發(fā)直接進(jìn)行觀測(cè)并不現(xiàn)實(shí),。”王賓賓說(shuō),，同時(shí)由于蒸發(fā)皿水體大小,、氣象和環(huán)境背景條件與真實(shí)湖泊存在著顯著差異，導(dǎo)致這種觀測(cè)方式往往具有很大的局限性,。

與此同時(shí),，基于水量平衡的方法,、能量平衡的方法以及模型模擬的方法需要大量的觀測(cè)資料?！耙运科胶鉃槔?，我們需要準(zhǔn)確知道湖泊區(qū)域的降雨量、湖泊地表入流量和地表出流量,、湖泊地下入流量和地下出流量等,，而這些觀測(cè)都難以準(zhǔn)確獲得，并且已有的觀測(cè)也會(huì)存在一定的誤差,?！蓖踬e賓說(shuō)。

而模型模擬的方法也需要準(zhǔn)確地知道湖泊的深度,、透明度等參數(shù),，并且需要大量的氣象資料作為驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，而模型的湖泊過(guò)程參數(shù)化方案更需要大量的實(shí)際觀測(cè)資料進(jìn)行驗(yàn)證,。傳統(tǒng)的基于能量平衡的方法,，需要通過(guò)湖泊溫度鏈觀測(cè)獲得湖泊熱量存儲(chǔ)量，但青藏高原具有溫度鏈觀測(cè)的湖泊目前較少,，不足以支撐此類計(jì)算方式,。

“因此，我們基于非結(jié)冰期湖泊熱量存儲(chǔ)量從整體來(lái)看接近于零的合理假設(shè),，借助于衛(wèi)星遙感資料和氣象再分析資料,，對(duì)湖泊蒸發(fā)量進(jìn)行了估算?！蓖踬e賓說(shuō),。相比而言，這種估算方法結(jié)合青藏高原湖泊冬季結(jié)冰且多為內(nèi)流湖的區(qū)域特點(diǎn),，也具備可操作性,。衛(wèi)星遙感資料的引入可以使研究方法獲得區(qū)域擴(kuò)展，而氣象再分析資料經(jīng)過(guò)青藏高原觀測(cè)研究平臺(tái)資料的驗(yàn)證具有更為可靠的精度保證,。

“因?yàn)榍嗖馗咴暮创蟾庞?萬(wàn)平方公里,，按照每年蒸發(fā)量平均計(jì)算，每年的平均蒸發(fā)深度為900—1000毫米,?！蓖踬e賓說(shuō)，這屬于一個(gè)正常的蒸發(fā)量,，蒸發(fā)的水汽到空氣中還會(huì)形成雨雪降落到地面,，這是一個(gè)自然水循環(huán)的過(guò)程。另外，在當(dāng)前氣候變暖的背景下,，青藏高原水循環(huán)過(guò)程是在加快的,。

新估算方法基于衛(wèi)星遙感資料得到了青藏高原75個(gè)大型湖泊的湖泊蒸發(fā)量、冰物候特征及其蒸發(fā)水資源量,，這些數(shù)據(jù)對(duì)于未來(lái)準(zhǔn)確估算湖泊的水儲(chǔ)量及其變化有重要意義,。

新測(cè)量方法并非適用于所有湖泊

那么這種方法是否適用其他湖泊蒸發(fā)量測(cè)量呢？

對(duì)此,，王賓賓表示,，這一新的湖泊蒸發(fā)量估算方法考慮到了青藏高原湖泊的具體特性，例如這里大多數(shù)為內(nèi)流湖,、通常具有時(shí)間長(zhǎng)短不一的結(jié)冰期等,。如果想用這種新方法對(duì)世界上其他地區(qū)的湖泊年均蒸發(fā)量進(jìn)行估算,，通常也需要對(duì)具體湖泊的特性進(jìn)行具體分析以便應(yīng)用,。

但是，對(duì)于一些湖泊來(lái)說(shuō),，這種估算方法可能并不適用,，比如湖泊具有水量巨大的入流和出流，這些入流和出流通常伴隨著大量的能量交換,，使得湖泊水體熱量存儲(chǔ)項(xiàng)可忽略的重要假設(shè)難以成立,。

“必須要明確的一點(diǎn)是，因?yàn)榍嗖馗咴疵娣e相對(duì)于陸地面積來(lái)說(shuō)比較小,，因此湖泊蒸發(fā)量相對(duì)于陸地蒸散發(fā)量來(lái)說(shuō)是比較小的,。所以從整個(gè)青藏高原地區(qū)來(lái)看，湖泊蒸發(fā)量對(duì)于氣候環(huán)境的影響不會(huì)太大,?！蓖踬e賓在談及湖泊蒸發(fā)量對(duì)于氣候環(huán)境研究的意義時(shí)強(qiáng)調(diào)。

但是在一些具體的湖泊流域,，湖泊蒸發(fā)量對(duì)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的影響就比較大,。王賓賓舉例說(shuō)，納木錯(cuò)流域由于湖泊的存在,，在納木錯(cuò)下風(fēng)向區(qū)域就存在著湖泊效應(yīng),，導(dǎo)致納木錯(cuò)下風(fēng)向區(qū)域的降雨和降雪相對(duì)于其上風(fēng)向區(qū)域更高。

“青藏高原到底有多少水,？青藏高原的水資源在氣候變暖背景下會(huì)出現(xiàn)怎樣的變化趨勢(shì),？對(duì)于這些問(wèn)題，我們一直都在重點(diǎn)關(guān)注,?！蓖踬e賓說(shuō)。