青藏高原七大河流源區徑流深、蒸散發數據集發布
在全球化背景下，水資源是影響國家或地區經濟、社會以及生態環境可持續發展的戰略性基礎資源，水資源安全也成為各國十分重視的國家安全要素之一。以青藏高原為核心的第三極地區被稱為“亞洲水塔”，是黃河、長江、怒江、雅魯藏布江等多條大江大河的發源地，是我國乃至亞洲水資源產生、賦存和運移的戰略要地，更是維系世界水資源安全的重要地區。
幾十年來，隨著區域的快速增溫，冰凍圈（冰川、積雪和凍土等）消融加劇，人類活動干擾增加，青藏高原地區河川徑流正在發生劇烈變化，不僅對區域水資源時空分布產生巨大影響，而且威脅著區域生態環境以及河流下游地區人們的生產生活和經濟社會發展。由于環境惡劣、基礎設施相對落后，以及部分跨境河流受到地區國家和政府嚴格控制，青藏高原地區水資源觀測資料十分匱乏。因此，基于有限的觀測數據，結合遙感數據或同化數據，形成先進的水資源時空變化的數據分析能力和模擬技術框架，將冰凍圈、大氣圈、水圈、生物圈等多圈層作為整體開展系統性研究，制備高質量、高分辨率的青藏高原水資源數據產品并實現數據的開放共享等，具有重要科學意義。
為集成青藏高原水資源信息資源、形成青藏高原水資源綜合觀測數據和信息服務能力，“亞洲水塔動態變化與影響”任務“亞洲水塔區水循環動態監測與模擬”專題中國科學院青藏高原研究所環境變化與多圈層過程團隊王磊研究員等多年來通過構建耦合積雪、凍土、冰川等冰凍圈水文物理過程的WEB-DHM模型（Water and Energy Budget-based Distributed Hydrological Model），定量解析了青藏高原七大主要河流（黃河、長江、湄公河、怒江、雅魯藏布江、恒河和印度河）源區的水資源時空動態與驅動機制，模擬生成了各流域1998~2017年逐月、5km水資源時空分布數據產品（包括徑流、蒸發）（簡稱為TPRED），實現了數據共享。
為進一步驗證新制備的TPRED數據集在青藏高原地區的優越性與可靠性，本研究將TPRED數據集與多套主流的徑流深產品（ERA5，ERA5-Land，CNRD?V1.0，CRUN和TerraClimate）、蒸散發產品（ERA5，ERA5-Land，REA，ETMonitor和GLEAM）在各個流域進行交叉對比，并結合實測數據作為衡量標準，結果表明：（1）TPERD徑流深在捕捉流域月尺度水文模態方面的性能高于其他產品，其與實測數據之間的性能指標，比如，相關系數（0.77~0.93）、偏差（-0.68~0.53mm）以及均方根誤差（5.50~15.59mm），均優于其他徑流深產品；（2）TPERD蒸散發的季節分布與變化符合預期，與已有的蒸散發產品之間的相關系數為0.94~0.98；（3）TPERD在年尺度上的表現在多個維度上與現存產品一致性很高，比如年均值格網尺度空間分布、流域尺度量級對比、年際變化、頻率分布以及海拔梯度等，進一步印證了TPRED的可靠性。
近日，該研究成果以“Tibetan Plateau Runoff and Evapotranspiration Dataset by an observation-constrained cryosphere-hydrology model”為題，發表于《Scientific Data》期刊，論文第一作者為在讀博士生范新鳳，通訊作者為王磊研究員。該研究成果將助力青藏高原水文氣象研究、水碳循環研究、流域水資源管理、流域水文模擬以及水資源可持續發展目標（SDG6）的實現。該研究由第二次青藏高原綜合科學考察研究（2019QZKK020604）以及國家自然科學基金（41988101）等聯合資助。相關數據已在國家青藏高原科學數據中心以及Zendo平臺共享（https://zenodo.org/records/10060590）。
Fan, X., Wang, L., Liu, H. et al. Tibetan Plateau Runoff and Evapotranspiration Dataset by an observation-constrained?cryosphere-hydrology?model.?Sci?Data?11,?773?(2024).https://doi.org/10.1038/s41597-024-03623-3
圖1 青藏高原主要河流源區概況?
圖2 TPRED數據制備流程圖?
圖3 青藏高原七大流域出山口標準化后的實測流量與WEB-DHM模擬流量對比
圖4 不同產品1998~2017年徑流深均值空間分布對比
圖5 不同產品1998~2017年蒸散發均值空間分布對比