青藏高原风蚀沙漠化模拟获进展

青藏高原作为“世界屋脊”“亚洲水塔”，是影响东亚气候、水文及生态环境的关键区域。沙漠化是当今社会面临的重大社会经济环境问题之一。因此，研究青藏高原沙漠化状况及其近几十年变化具有重要社会意义。目前，传统的基于地貌研究提出的沙漠化现象难以量化，风蚀模型由于模型框架及简化的参数化过程等问题，也难以完成高精度、大范围、网格化的复杂下垫面模拟工作。因此，采用数值模拟手段模拟沙漠化现象是较为行之有效的科学方法。

中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室高艳红团队对适用于青藏高原地区的陆面风蚀耦合模式进行优化，通过数值模拟手段有效模拟了青藏高原沙漠化现象、近几十年变化趋势及其变化机理。

该陆面风蚀耦合模式由陆面模式Noah-MP (The community Noah land surface model with multiparameterization options)与风蚀预报模型WEPS（Wind Erosion Prediction System）耦合而成。优化调整参数后，耦合模式模拟结果与观测对比验证表明，耦合模式能较好模拟出格尔木及五道梁地区风蚀状况。将该耦合模式推广应用至青藏铁路沿线8个站点后发现，青藏铁路沿线的风蚀主要集中发生在五道梁至唐古拉路段。除格尔木站风蚀主要发生在2月至9月外，其他站点的风蚀主要发生在12月至次年4月。34年来，青藏铁路沿线的风蚀量呈显著减弱趋势，平均递减率为−0.18 kg m^-2 a^-1。显著减弱的风速、显著增加的降水及土壤湿度是风蚀减弱的主要原因。除模拟结果外，相应的观测结果也具有一致的变化趋势。

该研究首次揭示了青藏铁路沿线土壤风蚀的长期变化趋势及变化机理。成果以 Simulations of wind erosion along the Qinghai-Tibet Railway in northcentral Tibet 为题发表于 Aeolian Research。

该研究获国家重点基础研究发展计划（2013CB956004、2017YFC1502101）、国家自然科学基金（91537105、 92537211）等的项目资助。

陆面风蚀耦合模式结构示意图 

青藏高原铁路沿线8个站点在1979至2012年间土壤损失年累积量及其变化趋势及日累积量（kg/m²）

耦合模式模拟的土壤损失量、积雪日数、土壤湿度及来自驱动数据的年累积降水（PREC）、大风次数（SWF）年变化趋势（蓝线）与观测的沙尘暴发生次数、平均风速、积雪天数和降水的变化趋势（红线）

来源：中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)