在珠峰登山大本营附近，来自西藏大学生态环境学院的科考队员在进行水生态调查。　新华社发　

　　青藏高原高大的地形条件，使得其具有十分显著的动力作用和热力作用，这导致高原地表与大气之间的相互作用过程（主要是水热交换过程）和大气边界层发展过程对高原及周边地区的天气过程、气候和生态环境变化的影响至关重要。

　　鉴于此，自上世纪60年代起，特别是1979年以来，人们先后开展了一系列地气相互作用综合观测试验。其中，中国科学院青藏高原研究所“地气作用与气候效应团队”先后组织了“全球能量水循环亚洲季风青藏高原试验研究（GAME/Tibet）”“全球协调加强观测计划亚澳季风之青藏高原试验研究（CAMP/Tibet）”“青藏高原观测研究平台（TORP）”及“第三极环境（TPE）”等综合观测研究项目，地气间的水热交换过程以及大气边界层过程的观测分析、数值模拟及卫星遥感应用研究都是其中重要的研究内容。但是由于青藏高原严酷的自然环境条件，青藏高原地气相互作用观测站点主要分布于高原东部和高原中部的人口密集区域。近5年来，依托“第二次青藏高原综合科学考察研究”等国家项目的支持，我们在青藏高原北部和西部地区的典型下垫面上，增设了多个地气相互作用观测系统台站，建成了“第三极环境综合立体观测研究平台（TPEITORP）”。

　　珠穆朗玛峰是地球最高峰，在标志性的珠峰地区开展地气相互作用过程研究，对于区域和全球尺度的天气和气候预测有着极其重要的作用。然而，珠峰地区极端复杂的气候环境条件对于观测和模拟水热过程及其天气气候环境效应造成了极大的挑战。因此，建立珠峰地区多尺度地气相互作用过程（水热交换过程）综合观测系统网络是理解该区域天气、气候环境变化的基础。作为中国69个国家站之一，珠穆朗玛特殊大气过程和环境变化观测研究站及周边区域的地气相互作用观测网络于2005年开始架设，历经17年逐步建成了珠峰北坡地区地气相互作用的综合观测研究网络平台。观测网络包括6个布设在不同下垫面的观测站点，显著提升了该区域气候系统的观测能力。

　　我们利用“第三极环境综合立体观测研究平台（TPEITORP）”、珠峰北坡地区地气相互作用的综合观测研究网络平台和中国气象局气象台站的长期综合观测资料，并结合卫星遥感、数值模拟和诊断分析等方法，进行了多学科的综合分析研究，得到以下结果：

　　第一，发现青藏高原整体在变暖变湿，地表反照率总体都在变小，植被指数（NDVI）在增加。这表明，随着高原整体变暖变湿，其生态状况趋好。

　　第二，发现高寒湿地草甸和高寒矮嵩草草甸为强碳汇，高寒灌丛草甸次之，高寒荒漠草原为弱碳汇，高寒草甸草原为弱碳源。青藏高原东北部冷湿的气候有利于草地生态系统的光合作用，同时低温抑制生态系统呼吸作用，最终造就其较高的碳封存能力。

　　第三，发现青藏高原高寒草地固碳能力持续增强。1982年至2018年间，青藏高原高寒草地的碳封存量为每年2639万吨到7919万吨，并以每年114万吨的增长速率增加。高寒草原区域净生态系统碳交换量（NEE）的变化趋势倾向于由降水量主导，而高寒草甸区域则倾向于由温度调控。

　　第四，构建了第三极地区非均匀下垫面多源卫星反演地表特征参数和水热通量参数化方案体系，首次揭示了青藏高原湖泊、陆面及喜马拉雅山南坡地区面上水热及蒸散发量的精细分布及较长时间的变化规律。整个高原湖泊年蒸发总量517.0±2.1亿吨，整个青藏高原的年蒸发水量为0.93±0.037万亿吨。

　　第五，揭示了青藏高原地气相互作用（水热交换）过程及其对下游天气影响规律，发现青藏高原地面和边界层热力作用引起的对流活动，与高空短波槽和低压气旋相伴，并东移引起高原东侧及下游地区强对流活动和强降水，且对流活动具有明显的日变化特征。

　　青藏高原面积广袤，由于其自然环境严酷，大气、冰冻圈、水文、生态等多圈层综合观测站点严重缺乏，特别是在高原的西北部地区。后续的研究将采用地气相互作用（水热交换）过程立体综合组网观测集成、卫星遥感反演、数值模拟、统计分析和诊断分析相结合的方法，将研究扩展到整个青藏高原本身和周边地区能量、水分循环变化、天气气候和生态环境的影响规律方面，为青藏高原地区及“一带一路”沿线的天气灾害防御、气候预测及生态环境变化乃至区域可持续发展提供基础数据和理论支持。

    （作者系中国科学院青藏高原研究所研究员）

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