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科学研究

研究成果

研究院陈峰研究员团队发表论文揭示树轮记录的中亚塔吉克斯坦卡菲尔尼甘河径流量及其与ENSO的联系

更新时间: 2023-03-06 编辑:CZY

近日,研究院陈峰研究员团队在国际知名学术期刊International Journal of Climatology(IF=3.651)发表研究论文“Streamflow reconstruction in the Kafirnigan River, Tajikistan since 1568 CE reveals a linkage between southern Central Asian hydrological variation and ENSO”(https://doi.org/10.1002/joc.8031),云南大学为第一作者单位,塔吉克斯坦籍博士研究生ZulfiyorBakhtiyorov为第一作者,陈峰研究员为通讯作者。

中亚是亚洲最干旱的地区之一,大部分人口集中在绿洲、山脉沿线的一系列大型城镇,严重依赖源自天山山脉和西部帕米尔高原的跨境河流提供的融雪径流。研究表明,虽然中亚地区的水利设施相对较好,但当前中亚国家社会经济快速发展和人口迅速增加,快速增长的水资源需求使得区域水资源供应紧张。塔吉克斯坦被称为“山地之国”,海拔差异导致的地形阻碍以及水汽输送的方向引起了高海拔气候分区和水分分布的巨大差异。因此,为了科学规划水资源分配,合理水资源管理政策,长期的流域内水文数据记录被迫切需要。然而,中亚地区现有观测径流量记录时间不足百年,相对较短,难以揭示长期径流变化规律,限制了我们从长期视角理解跨境流域水资源变化。

卡菲尔尼甘河是塔吉克斯坦重要的水资源供给河流,沿吉萨尔和卡拉蒂金山脊南坡流下,是阿姆河的主要支流之一。河流流经塔吉克斯坦首都杜尚别,部分形成了塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦的边界,具有重要的战略地位。基于河流上游分布的圆柏树轮宽度资料,陈峰研究员团队重建了自1568年以来的卡菲尔尼甘河径流量,方差解释量为40%(图1)。研究发现,卡菲尔尼甘河径流量重建蕴含了中亚南部强烈的区域气候水文信号。重建的径流与赤道东太平洋的密切联系以及显著的周期波动,表明中亚南部的水流变化与ENSO活动有关。在全球变暖背景下,极端ENSO事件频发,这可能进一步威胁中亚用水安全。上述研究有助于理清区域水资源变化规律,对于中亚地区合理制定水资源管理规划存在帮助。相关研究得到了国家自然科学基金项目(U1803341,32061123008)资助。

图1(a)树轮宽度指数与观测时期上年9月至当年6月平均径流量的散点图对比。观测径流和重建的对比(b)以及一阶差分对比(c)。卡菲尔尼甘河1568-2016年上年9月至当年6月平均径流量重建序列、21年低通滤波值

图2 CESM模式模拟的1850以来的厄尔尼诺年(a)和拉尼娜年(b)降水及水汽输送异常。(c-d)1568年以来ENSO事件对于塔吉克斯坦卡菲尔尼甘河径流影响的时序叠加分析(SEA)