初探“亚洲水塔”的水汽输送通道

张强 陈亚玲 陆宣承 蒋雨芹 王磊 文军

（成都信息工程大学 610225）

从象雄文明到古格王朝，高原如同璀璨的明珠依偎在祖国大地上。1982-1984年南迦巴瓦峰附近区域水汽输送方面的综合科学考察拉开帷幕，主要目的是证实其是否具有“水汽通道”的重要地位（刘东生，1985）。位于雅鲁藏布江下游的南迦巴瓦峰地处横断山脉、喜马拉雅山脉和念青唐古拉山脉的交会处，地质运动时期，地壳的强烈碰撞以及抬升，造就了该地复杂的地貌和奇特的自然生态，雅鲁藏布江大转弯刚好位居于此，险峻的大峡谷深度均达5000米以上，大峡弯下段近于南北走向，在地形上宛如一个巨大的虎口，印度洋的暖湿气流顺着这个缺口伸入高原腹地，使得高原的气候受到深远的影响，这就是为什么藏东南地区雨季总是来临最早的直接原因。然而雅鲁藏布江下游仍是主要的水汽通道，被誉为“高原水汽和热量的烟囱”（赵阳，2019），沿着这一水汽通道，西南季风将来自印度洋的水汽源源不断地向高原内部输送，使得高原地区形成了独特的高原季风环流。

在第二次青藏高原综合科学考察研究项目“江河源区陆-气相互作用与水汽输送过程的互馈研究”科考任务（2019QZKK0105）的资助下，2020年8月17日至26日我们对雅鲁藏布大峡谷形成水汽通道的地形地貌进行实地考察，沿途经过了羊卓雍措、工布江达、巴松措、林芝、波密、墨脱和米林等地。通过这次考察，我们对大峡谷水汽通道形成的地理环境以及当地的天气和气候变化有了更加直观的认识。

图1 高原“圣湖”羊卓雍措

青藏高原有着“亚洲水塔”之称（徐祥德等，2019；周天军等，2019），是全球湖泊最密集的地区之一，众多河流发端于此，为超过20亿人口提供饮用水。波光潋滟的雅鲁藏布江一泻千里，在藏东南属地撕裂开一道裂缝，印度海洋的暖湿气流衔缝北驱抵达青藏高原深处，一条影响高原雨季起始与降水强度的“水汽输送通道”由此而在。青藏高原由于特殊的地理环境和水系流路，滋润土地的同时造就了世界第二大降水带，形成了横断山区特殊的气候带分布，雅鲁藏布江大拐弯宛如银色巨龙蛰伏在山野之间，同时青藏高原“感热驱动气泵”在不同时间尺度上的变化也影响着亚洲气候的变化（吴国雄等，2018）。雅鲁藏布大峡谷山脉高耸，植物的垂直分布由于气温和降水的差异呈现出多样而珍奇的特征，在海拔较高的雪山河流旁多为冰漠和草甸灌丛，随着海拔的降低，亚热带景观逐渐在浮现眼前，蓝天白云衬托下的茂密森林展现出无限魅力。

图2 墨脱县地区雅鲁藏布江大拐弯

受青藏高原地形影响，西风带气流绕行或爬坡，深刻影响着全球大气环流。高原热岛效应，造成海陆巨大的热力差异，成就了亚洲季风（叶笃正，2002），季风携带印度洋丰沛的水汽，形成降水，造就了诗意盎然的高原江南风光。高原冰川群是天然的储水源，目前已知冰川有21863条，面积达23796平方公里，冰川孕育河流，高原是众多河流的发源地。例如，雅鲁藏布江—布拉马普特拉河水系，在中国境内长达2057公里，流域面积240480平方公里（单之蔷等，2018）。雅鲁藏布江“水汽通道”是印度洋暖湿气流经布拉马普特拉河—雅鲁藏布江而上，沿布拉马普特拉河向东北移动，后经雅鲁藏布江下游向北流动，再自雅鲁藏布江大峡弯折向西北方向流淌（张文霞等，2016）。如此充足的水汽来源和特殊的狭管通道地形地貌，使得雅鲁藏布大峡谷成为当之无愧的青藏高原水汽输送之冠。位于大峡谷以南的第二个降水带，中心区域降水可达4000毫米以上，同时它也改变了当地雨季的起始时间分布，有相关文献证实，青藏高原东南部以及南段的最大降水带刚好位于最大水汽通道输送区域内，同比分析高原同纬度的其它区域，受水汽通道影响的区域，雨季的起始时间要提前1-2个月。此外大气自然降水也是水汽来源的重要途径，例如墨脱县的巴昔卡，年降水量可达4500毫米之多，诸多雨水补给型的河流得到了充足的水源供应。

雅鲁藏布大峡谷水汽输送通道对中国东部、西北干旱区、亚洲的气候和植被以及全球气候变化都有举足轻重的影响，我国大部分地区灾害性天气往往也与之相关。20世纪90年代之前，由于高原气象观测站较少、相关观测设备严重落后，因而对“水汽通道”的形成和作用不甚了解。随着大量气象观测站的建立和卫星遥感资料的使用，有研究者指出，高原地区从地表到对流层上层的水汽分布特征总体呈现出西北干、东南湿的分布形势（徐祥德等，2006）。因此，了解雅鲁藏布大峡谷水汽输送机制对认识我国以及东南亚地区的天气和气候变化具有深远意义。

图3 雅鲁藏布江流经南迦巴瓦峰地区

由于雅鲁藏布江下游“水汽输送通道”的作用，使得“水汽输送通道”及其毗邻区域产生独特的“水热格局”，特殊的生态效应也由此而生，并对该地区的生物产生极其重大的影响，其影响程度与“水汽输送通道”各段所受水汽输送强度以及气流影响强弱成正相关，表现出由南向北逐渐减弱的演变趋势。印度洋的水汽沿低纬度低海拔沿“水汽输送通道”向高纬度高海拔的江河源区输送，形成了独特的地貌景观。例如，位于墨脱县的雅鲁藏布江下游谷地，形成北半球分布最北的热带山地环境，诸多热带生物繁衍于此，跨越了它们水平分布的最北限，以及垂直分布的最高限，南侧山脉所特有的半常绿阔叶林向北扩散到山脉的北侧，在更高海拔的高寒地区形成冰川。

图4 米林县境内随海拔分布的高山植被、冰川、冰川上空的积云

当你赞叹大自然的鬼斧神工之时，不经意间你会发现西藏的积云好似那雪域神话，儒雅而不失情操，积云聚浮蓝空，然而从大气观测角度上来看，“积云”是一类云底较低，且相对独立，主要分为淡积云、浓积云、碎积云。淡积云是孤立分布的小云块，底部偏平，顶部呈圆弧形凸起，倘若淡积云发展而变得浓密，垂直方向上膨胀扩大，则变成了浓积云。相较于前两者，碎积云则更加的不规则、云类变幻莫测。日光穿透云层，柔和地挥洒下来，在墨脱境内，清晨时分，你将有幸目睹云林交融的美景，山林间多为层云，层云是高度最低的一种云类，这便是幽静神秘的大自然。

“七彩日晕”，也是西藏天空献给祖国儿女的美景，天气晴朗，淡云垂空，一丝丝的云朵变为云装相伴雅鲁藏布大峡谷左右，清晨，天空伴有少许连片的卷云，太阳的光辉映透云层，挥洒出一圈完整的彩色光环，“彩虹”出现了，所谓“日晕三更雨，月晕午时风”，更加清晰的刻画了其美不胜收的景色，而其本质是天空中的卷层云所造就的，卷层云是卷云丝状的结构且接连成片，由于该云类高度较低，云内蕴含冰晶，日光透过便被分解为七色。云朵飘下的哈达，这不只是祖国的山水画，气象卫星所捕捉的卫星云图，正是如今天气预报的主要参考依据之一，回顾往昔，人们仰望天空，观测云状、数量等，进而预测未来的天气情况。倘若你可以亲临这片离天空最近的“第三极”，赏云的同时不妨尝试着辨别云类，岂不美哉！

图5 米林县境内的南迦巴瓦峰

科考分队通过对雅鲁藏布大峡谷水汽通道形成的地形及地貌进行实地考察，对青藏高原典型的地形地貌及“亚洲水塔”水汽输送通道的形成有了初步了解和认知，世界第一大峡谷-雅鲁藏布大峡谷山脉高耸，其下游河谷有一个巨大的马蹄形大拐弯，这一天然的水汽输送通道使得高原东南部地区原本属于寒冷干旱的气候出现湿润宜人的气候，并对中国东部、西北干旱区、亚洲的气候和植被以及全球气候变化产生了十分显著的影响。同时由于其特殊的狭管通道和地形地貌条件，西南季风将来自印度洋的水汽经通道向高原内部输送，形成了独特的高原季风环流，造就了该地区独特的地貌景观和自然生态，使得下游谷地北部的热带生物得以繁衍，并在高海拔地区形成了随海拔分布的高山植被和冰川，丰富的水汽供应也让雅鲁藏布大峡谷附近有独特云装相伴，形成了十分壮伟的高原圣景。