BAMS：祁连山党河源区冰冻圈水文气象综合观测平台——高密度观测站点连接天气学与水文学

    文章来源：中科院青藏所官网 https://itpcas.cas.cn/new_kycg/new_kyjz/202402/t20240219_6988677.html

    淡水是承载中国西北干旱区文明的重要载体。作为敦煌绿洲的母亲河，党河滋养了绵延千年的敦煌文化。近年来，随着区域经济社会的快速发展，敦煌水资源供给不足的问题日益严峻，能否准确评估气候变化对流域径流的影响关乎区域的可持续发展。另一方面，作为地处青藏高原西风区的典型“水塔”单元，供水能力脆弱、对气候变化反馈敏感、冰冻圈要素分布广泛的党河源区（党河出山口水文站-党城湾站的控制流域），是全球变化背景下开展冰冻圈水文气象研究的理想场所。

长期以来，党河源区水文气象观测资料匮乏，制约了冰冻圈水文模型在该区域的应用，限制了我们对区域水文过程、天气过程、土壤冻融过程的认识和理解。中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队自2014年开始，经过10年的持续建设，建成祁连山西段党河源区冰冻圈水文气象综合观测平台（简称党河观测平台，图1）。该平台包含三个子观测网络：陆面过程监测网（4个自动气象站和1座50米气象梯度塔）、降雨观测网（21个自计雨量计）、土壤温湿度监测网（22处观测点），并配套专门用于无公网地区远程数据传输的北斗数传模块（18套，图2）。

依托该观测平台，研究团队以不同类型降雨事件为纽带，将天气学与水文学在天气尺度上进行了有机连接，并系统总结了区域天气过程和降雨的海拔梯度性（图3）、土壤冻融循环过程、冰冻圈径流模拟方面取得的亮点成果。党河观测平台的建成为陆面过程数值模拟、区域天气预报提供了科学依据，提升了区域水文气象的综合监测能力，为党河流域综合水资源管理、生态环境保护提供了坚实科技支撑，服务区域高质量发展。

近日，研究团队系统阐述了党河观测平台建立的科学目标、站网设计、观测要素等详情及取得的亮点研究成果，以“Cryosphere-hydrometeorology observations for a water tower unit on the Tibetan Plateau using the BeiDou-3 navigation satellite system”为题，在国际水文气象学领域TOP期刊《Bulletin of the American Meteorological Society》（BAMS）发表。我所博士生刘瑞顺为第一作者，王磊研究员为通讯作者。该研究获得国家自然科学基金（41988101）和第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK020604）的联合资助。

    文章链接：https://doi.org/10.1175/BAMS-D-23-0001.1

图1 （A）党河源区冰冻圈水文气象综合观测平台的地理位置，（B）区域重要地理要素的空间分布，（C）观测站点的分布及布设时间

图2 北斗远程数据传输模块在党河源区无公网地区的应用

（A）野外无公网地区的数据发射端，（B）有公网地区的数据接收端

图3 党河源区的降雨特征

（A）日内捕捉到降雨事件的雨量筒比例与降雨日频次之间的关系；（B）区域性降雨事件与局地性降雨事件的发生频次；（C）多年平均降雨的海拔梯度特征；（D）区域性降雨事件与局地性降雨事件的海拔梯度特征；（E）一次区域性降雨事件的海拔梯度特征；（F）一次区域性降雨事件的西向传播过程。