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青藏高原各类陆地水储量（如湖泊、冰川、土壤水、地下水储量）的变化 ， 与区域能量、水、碳循环 ， 亚洲主要江河源区的冰雪融水补给 ， 以及下游约20亿人口的水资源利用密切相关 。 气候变化使“亚洲水塔”水储量在过去20年间发生了显著失衡 ， 对该区域可持续发展带来一系列挑战 。
近期 ， 清华大学水利系副教授龙笛研究团队联合光学、测高和重力场遥感 ， 并结合陆面和气候模型及需水数据 ， 构建机器学习模型 ， 反演和预估了从本世纪初至中叶（2002-2060年）的青藏高原陆地水储量变化 ， 并评估其对下游地区供水能力的威胁 。 研究结果表明 ， 在气候变暖、季风变化、地表短波辐射及降水相态变化的共同作用下 ， 2002-2017年间青藏高原的陆地水储量变化在南部外流区（约160亿m3/年下降）和北部内流区（约56亿m3/年上升）存在显著差异 。 陆地水储量下降主要由兴都库什?喜马拉雅?念青唐古拉山脉的冰川后退、怒江?澜沧江流域土壤和地下水储量下降导致；陆地水储量上升主要由羌塘盆地湖泊扩张、喀喇昆仑?西昆仑山冰川质量增加导致 。
青藏高原主要湖泊、冰川、河流分布 。 淡紫色表示内流区 ， 淡黄色表示外流区 ， 柱状图表示采用GRACE JPL Mascons估算的2002-2017年主要流域陆地水储量变化：红色柱状图表示水储量减少 ， 蓝色柱状图表示水储量增加 ， 柱体大小表示变化速率(Gt/年)
以本世纪中叶（2031-2060年）和初叶（2002-2030年）为对比时段 ， 研究结果表明 ， 尽管总体上青藏高原未来陆地水储量变化趋势将变缓 ， 即水储量可能达到“新平衡”（New Equilibrium） ， 但“亚洲水塔”水储量损失显著 。 在中等共享社会经济路径?典型浓度路径组合情景下（SSP2?4.5） ， 青藏高原未来陆地水储量净损失可达2300亿m3 ， 将严重威胁其供水能力 。 由于阿姆河（中亚最大的内陆河）及印度河（发源于中国 ， 流经巴基斯坦、印度）流域未来降水变化较小 ， 但气温显著上升 ， 这两个流域可能成为“亚洲水塔”水资源短缺最严重的地区 。 以现阶段下游地区的总需水量为基准 ， 未来陆地水储量显著下降将导致阿姆河、印度河上游水塔的供水能力分别下降约120%和80% 。 水储量供给能力下降意味着未来需要更多的替代水源 ， 如大规模开采地下水或实施调水工程 。 考虑到阿姆河和印度河流域的地下水超采、人口快速增加以及沿河国家的用水纠纷现状 ， 两个流域的水资源保护迫在眉睫 。
亚洲主要流域需水和供水能力变化预估结果 。 柱状图表示下游需水量(D)、上游及下游天然供给能力(NSCu和NSCd)、上游水储量供给能力(SSC)及地表水储量供给能力(SSCs) ， 在未来(2031—2060年)和现阶段(2002—2030年)的差异占需水基准值(2002—2030年的年均需水量)的百分比
8月15日 ， 龙笛研究团队及合作者以“气候变化威胁青藏高原的陆地水资源储量”（Climate change threatens terrestrial water storage over the Tibetan Plateau）为题 ， 在国际学术期刊《自然·气候变化》（Nature Climate Change）上发表气候变化对青藏高原水储量影响的最新研究成果 ， 龙笛为本研究通讯作者 ， 2018级博士生李雪莹为第一作者 。 其他合作者包括2018级博士生李兴东、教授田富强、博士孙章丽、教授王光谦 ， 以及美国德克萨斯大学教授布里吉特·斯坎伦（Bridget Scanlon）、美国宾夕法尼亚州立大学教授迈克尔·曼（Michael Mann） 。
本研究由基金委“西南径流”重大研究计划集成项目和“第二次青藏高原综合科学考察”项目共同资助 。
【清华大学水利系报道“亚洲水塔”青藏高原水储量变化研究最新成果】供稿：清华大学
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