科研進展
青藏高原多年凍土與氣候相互作用機制研究獲新進展
青藏高原是全球最大的高海拔多年凍土區(qū)，長期以來的研究多集中于其碳循環(huán)功能。在全球變暖背景下，其在能量與水分耦合過程中的作用正在被重新認識。多年凍土不僅是全球最大的高海拔“碳庫”，更通過調控地表能量分配和水分循環(huán)，深刻影響青藏高原乃至全球的氣候格局。
近日，中國科學院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院與南京信息工程大學聯(lián)合團隊在多年凍土–氣候反饋研究中提出將傳統(tǒng)以碳反饋為核心的研究框架拓展至能量與水分耦合驅動的氣候反饋機制，系統(tǒng)揭示了多年凍土在塑造區(qū)域和全球氣候中的主動作用。
研究團隊依托長期野外觀測、遙感反演和過程模擬，完整描繪了“地表能量分配→邊界層演變→季風與行星波響應”的多尺度反饋鏈條。結果表明，多年凍土的“凍融記憶”，即凍結或融化狀態(tài)在季節(jié)間延續(xù)并影響后續(xù)熱量與水分過程，并對土壤熱物理特性及潛熱/顯熱分配造成影響，共同決定了能量釋放的節(jié)奏與路徑，進而影響邊界層穩(wěn)定性、對流觸發(fā)和大氣遙相關結構。
研究指出，現(xiàn)有地球系統(tǒng)模型（ESMs）在相變熱力過程、雪–土–植被耦合和跨季節(jié)水分記憶等方面存在顯著低估。為此，團隊提出了可操作的模型改進路徑，包括優(yōu)化參數(shù)化方案、強化多圈層耦合邏輯，并引入長期連續(xù)觀測驗證，以提升氣候預測精度和極端事件風險評估能力。
該成果題以 Beyond carbon: Multi-scale thermal and hydrological feedback of permafrost on the Tibetan Plateau為題，發(fā)表于地學一區(qū)TOP期刊 Earth-Science Reviews。西北研究院肖瑤助理研究員為論文第一作者，胡國杰研究員與南京信息工程大學趙林教授為通訊作者。該研究獲得國家自然科學基金、中國科學院青促會、國家重點研發(fā)計劃及冰凍圈科學與凍土工程全國重點實驗室等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105248
青藏高原多年凍土退化驅動的非碳氣候反饋機制框架
凍土區(qū)季節(jié)性能量通量與地下水文過程示意圖
春季陸氣耦合過程動力學模型
青藏高原至全球尺度的氣候反饋路徑圖譜
