初探“亞洲水塔”的水汽輸送通道

張強 陳亞玲 陸宣承 蔣雨芹 王磊 文軍

（成都信息工程大學 610225）

從象雄文明到古格王朝，高原如同璀璨的明珠依偎在祖國大地上。1982-1984年南迦巴瓦峰附近區域水汽輸送方面的綜合科學考察拉開帷幕，主要目的是證實其是否具有“水汽通道”的重要地位（劉東生，1985）。位于雅魯藏布江下游的南迦巴瓦峰地處橫斷山脈、喜馬拉雅山脈和念青唐古拉山脈的交會處，地質運動時期，地殼的強烈碰撞以及抬升，造就了該地復雜的地貌和奇特的自然生態，雅魯藏布江大轉彎剛好位居于此，險峻的大峽谷深度均達5000米以上，大峽彎下段近于南北走向，在地形上宛如一個巨大的虎口，印度洋的暖濕氣流順著這個缺口伸入高原腹地，使得高原的氣候受到深遠的影響，這就是為什么藏東南地區雨季總是來臨最早的直接原因。然而雅魯藏布江下游仍是主要的水汽通道，被譽為“高原水汽和熱量的煙囪”（趙陽，2019），沿著這一水汽通道，西南季風將來自印度洋的水汽源源不斷地向高原內部輸送，使得高原地區形成了獨特的高原季風環流。

在第二次青藏高原綜合科學考察研究項目“江河源區陸-氣相互作用與水汽輸送過程的互饋研究”科考任務（2019QZKK0105）的資助下，2020年8月17日至26日我們對雅魯藏布大峽谷形成水汽通道的地形地貌進行實地考察，沿途經過了羊卓雍措、工布江達、巴松措、林芝、波密、墨脫和米林等地。通過這次考察，我們對大峽谷水汽通道形成的地理環境以及當地的天氣和氣候變化有了更加直觀的認識。

圖1 高原“圣湖”羊卓雍措

青藏高原有著“亞洲水塔”之稱（徐祥德等，2019；周天軍等，2019），是全球湖泊最密集的地區之一，眾多河流發端于此，為超過20億人口提供飲用水。波光瀲滟的雅魯藏布江一瀉千里，在藏東南屬地撕裂開一道裂縫，印度海洋的暖濕氣流銜縫北驅抵達青藏高原深處，一條影響高原雨季起始與降水強度的“水汽輸送通道”由此而在。青藏高原由于特殊的地理環境和水系流路，滋潤土地的同時造就了世界第二大降水帶，形成了橫斷山區特殊的氣候帶分布，雅魯藏布江大拐彎宛如銀色巨龍蟄伏在山野之間，同時青藏高原“感熱驅動氣泵”在不同時間尺度上的變化也影響著亞洲氣候的變化（吳國雄等，2018）。雅魯藏布大峽谷山脈高聳，植物的垂直分布由于氣溫和降水的差異呈現出多樣而珍奇的特征，在海拔較高的雪山河流旁多為冰漠和草甸灌叢，隨著海拔的降低，亞熱帶景觀逐漸在浮現眼前，藍天白云襯托下的茂密森林展現出無限魅力。

圖2 墨脫縣地區雅魯藏布江大拐彎

受青藏高原地形影響，西風帶氣流繞行或爬坡，深刻影響著全球大氣環流。高原熱島效應，造成海陸巨大的熱力差異，成就了亞洲季風（葉篤正，2002），季風攜帶印度洋豐沛的水汽，形成降水，造就了詩意盎然的高原江南風光。高原冰川群是天然的儲水源，目前已知冰川有21863條，面積達23796平方公里，冰川孕育河流，高原是眾多河流的發源地。例如，雅魯藏布江—布拉馬普特拉河水系，在中國境內長達2057公里，流域面積240480平方公里（單之薔等，2018）。雅魯藏布江“水汽通道”是印度洋暖濕氣流經布拉馬普特拉河—雅魯藏布江而上，沿布拉馬普特拉河向東北移動，后經雅魯藏布江下游向北流動，再自雅魯藏布江大峽彎折向西北方向流淌（張文霞等，2016）。如此充足的水汽來源和特殊的狹管通道地形地貌，使得雅魯藏布大峽谷成為當之無愧的青藏高原水汽輸送之冠。位于大峽谷以南的第二個降水帶，中心區域降水可達4000毫米以上，同時它也改變了當地雨季的起始時間分布，有相關文獻證實，青藏高原東南部以及南段的最大降水帶剛好位于最大水汽通道輸送區域內，同比分析高原同緯度的其它區域，受水汽通道影響的區域，雨季的起始時間要提前1-2個月。此外大氣自然降水也是水汽來源的重要途徑，例如墨脫縣的巴昔卡，年降水量可達4500毫米之多，諸多雨水補給型的河流得到了充足的水源供應。

雅魯藏布大峽谷水汽輸送通道對中國東部、西北干旱區、亞洲的氣候和植被以及全球氣候變化都有舉足輕重的影響，我國大部分地區災害性天氣往往也與之相關。20世紀90年代之前，由于高原氣象觀測站較少、相關觀測設備嚴重落后，因而對“水汽通道”的形成和作用不甚了解。隨著大量氣象觀測站的建立和衛星遙感資料的使用，有研究者指出，高原地區從地表到對流層上層的水汽分布特征總體呈現出西北干、東南濕的分布形勢（徐祥德等，2006）。因此，了解雅魯藏布大峽谷水汽輸送機制對認識我國以及東南亞地區的天氣和氣候變化具有深遠意義。

圖3 雅魯藏布江流經南迦巴瓦峰地區

由于雅魯藏布江下游“水汽輸送通道”的作用，使得“水汽輸送通道”及其毗鄰區域產生獨特的“水熱格局”，特殊的生態效應也由此而生，并對該地區的生物產生極其重大的影響，其影響程度與“水汽輸送通道”各段所受水汽輸送強度以及氣流影響強弱成正相關，表現出由南向北逐漸減弱的演變趨勢。印度洋的水汽沿低緯度低海拔沿“水汽輸送通道”向高緯度高海拔的江河源區輸送，形成了獨特的地貌景觀。例如，位于墨脫縣的雅魯藏布江下游谷地，形成北半球分布最北的熱帶山地環境，諸多熱帶生物繁衍于此，跨越了它們水平分布的最北限，以及垂直分布的最高限，南側山脈所特有的半常綠闊葉林向北擴散到山脈的北側，在更高海拔的高寒地區形成冰川。

圖4 米林縣境內隨海拔分布的高山植被、冰川、冰川上空的積云

當你贊嘆大自然的鬼斧神工之時，不經意間你會發現西藏的積云好似那雪域神話，儒雅而不失情操，積云聚浮藍空，然而從大氣觀測角度上來看，“積云”是一類云底較低，且相對獨立，主要分為淡積云、濃積云、碎積云。淡積云是孤立分布的小云塊，底部偏平，頂部呈圓弧形凸起，倘若淡積云發展而變得濃密，垂直方向上膨脹擴大，則變成了濃積云。相較于前兩者，碎積云則更加的不規則、云類變幻莫測。日光穿透云層，柔和地揮灑下來，在墨脫境內，清晨時分，你將有幸目睹云林交融的美景，山林間多為層云，層云是高度最低的一種云類，這便是幽靜神秘的大自然。

“七彩日暈”，也是西藏天空獻給祖國兒女的美景，天氣晴朗，淡云垂空，一絲絲的云朵變為云裝相伴雅魯藏布大峽谷左右，清晨，天空伴有少許連片的卷云，太陽的光輝映透云層，揮灑出一圈完整的彩色光環，“彩虹”出現了，所謂“日暈三更雨，月暈午時風”，更加清晰的刻畫了其美不勝收的景色，而其本質是天空中的卷層云所造就的，卷層云是卷云絲狀的結構且接連成片，由于該云類高度較低，云內蘊含冰晶，日光透過便被分解為七色。云朵飄下的哈達，這不只是祖國的山水畫，氣象衛星所捕捉的衛星云圖，正是如今天氣預報的主要參考依據之一，回顧往昔，人們仰望天空，觀測云狀、數量等，進而預測未來的天氣情況。倘若你可以親臨這片離天空最近的“第三極”，賞云的同時不妨嘗試著辨別云類，豈不美哉！

圖5 米林縣境內的南迦巴瓦峰

科考分隊通過對雅魯藏布大峽谷水汽通道形成的地形及地貌進行實地考察，對青藏高原典型的地形地貌及“亞洲水塔”水汽輸送通道的形成有了初步了解和認知，世界第一大峽谷-雅魯藏布大峽谷山脈高聳，其下游河谷有一個巨大的馬蹄形大拐彎，這一天然的水汽輸送通道使得高原東南部地區原本屬于寒冷干旱的氣候出現濕潤宜人的氣候，并對中國東部、西北干旱區、亞洲的氣候和植被以及全球氣候變化產生了十分顯著的影響。同時由于其特殊的狹管通道和地形地貌條件，西南季風將來自印度洋的水汽經通道向高原內部輸送，形成了獨特的高原季風環流，造就了該地區獨特的地貌景觀和自然生態，使得下游谷地北部的熱帶生物得以繁衍，并在高海拔地區形成了隨海拔分布的高山植被和冰川，豐富的水汽供應也讓雅魯藏布大峽谷附近有獨特云裝相伴，形成了十分壯偉的高原圣景。