Das tibetische Plateau (QTP) besteht aus komplexen und vielfältigen topografischen Merkmalen sowie vielen signifikanten Unterschieden im Wasser-, Wärme- und Impulsflussaustausch unter verschiedenen darunter liegenden Oberflächen. Alpine oder hochgelegene Feuchtgebiete sind eine übliche Art von darunter liegender Oberfläche auf dem QTP.
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften dieser kritischen Wasserquelle und dieses Ökosystems streben Wissenschaftler danach, mehr über die Mechanismen hinter dem Wasser- und Wärmeaustausch in hoch gelegenen Feuchtgebieten zu erfahren und wie diese Prozesse das Klima der Region beeinflussen.
„Das alpine Feuchtgebiet reagiert sehr empfindlich auf Temperatur und Niederschlag“, sagte Associate Professor Xianyu Yang von der Chengdu University of Information Technology.
Seine jüngste Studie, gerade erschienen in Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften, untersuchten die Eigenschaften hydrometeorologischer Faktoren in alpinen Feuchtgebieten in der warmen Jahreszeit (Juni–August) und der kalten Jahreszeit (Dezember–Februar). Dr. Yang nutzte In-situ-Beobachtungen des Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Zoige Plateau Wetland Ecosystem Research Station der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, um Wasser- und Wärmeaustauschmechanismen innerhalb des nahe gelegenen Feuchtgebietes zu untersuchen.
Das alpine Feuchtgebiet Zoige ist mit einer Fläche von rund 7.080 km2 das größte Hochplateau-Feuchtgebiet der Welt. Es befindet sich am östlichen Rand des QTP mit einer durchschnittlichen Höhe von etwa 3.500 m. Yang bewertete die atmosphärischen Beiträge der Region und neue Oberflächenparameter mit dem Community Land Model (CLM) 5, das in der Lage ist, Wasser- und Wärmeübertragungen zwischen Boden, alpiner Feuchtgebietsoberfläche und der Atmosphäre zu bestimmen, wobei In-situ-Beobachtungen als Eingabedaten verwendet werden.
Nach der Untersuchung der CLM5-Daten stellten Dr. Yang und sein Team fest, dass die Tiefe des gefrorenen Bodens im gesamten alpinen Feuchtgebiet im Durchschnitt zwischen 20 cm und 40 cm beträgt. Der fühlbare Wärmefluss vor 16:00 Uhr (Ortszeit) oder ungefähr um den Sonnenmittag war in der kalten Jahreszeit größer als in der warmen Jahreszeit, während der tägliche latente Wärmefluss in der warmen Jahreszeit immer größer war.
Im Vergleich zu anderen atmosphärischen Faktoren hatte langwellige Strahlung einen größeren Einfluss auf die Wärmeströme in der Nacht, da Wärme von der Oberfläche wegstrahlt. Allerdings waren tagsüber sowohl die Temperatur als auch die langwellige Strahlung Kontrollfaktoren für den fühlbaren Wärmefluss. Für den latenten Wärmefluss waren Temperatur und Luftdruck Kontrollfaktoren, aber diese atmosphärischen Einflüsse waren in der kalten Jahreszeit vernachlässigbar.
„Diese Forschung erweitert unser Verständnis der Landoberflächenprozesse über dem alpinen Feuchtgebiet auf dem QTP“, sagte Yang. „Für zukünftige Studien sind die Ergebnisse ausreichend und signifikant für die Optimierung des Parametrisierungsschemas im CLM5-Modell, was hoffentlich die zukünftige Forschung unterstützt.“
Laut Yang besteht der nächste Schritt darin, weitere situ-Beobachtungsexperimente über dem Zoige-Plateau-Feuchtgebiet durchzuführen und die Parametrisierungsschemata von CLM5 zu verbessern.
Einige Wissenschaftler haben auch die Steuerfaktoren und Einflussparameter für den Wasser- und Wärmeaustausch untersucht, wobei die Ergebnisse zeigen, dass die Steuerfaktoren zwischen den verschiedenen darunter liegenden Oberflächen variieren. Beobachtungsdaten und Einschränkungen des CLM5-Modells schränken selbst diese robusten Ergebnisse aus dieser und ähnlichen Studien immer noch ein.
Mehr Informationen:
Jinlei Chen et al, The Characteristics and Controlling Factors of Water and Heat Exchanges over the Alpine Wetland in the East of the Qinghai-Tibet Plateau, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2022). DOI: 10.1007/s00376-022-1443-5