已有观测表明青藏高原寒冷季节的气温比温暖季节的气温上升得更快。而以往很少有研究探讨变暖的季节差异对流域尺度多年冻土水文过程的影响。由此提出了一个科学问题：冷季和暖季升温对青藏高原流域尺度多年冻土水文过程的影响存在哪些差异？

     针对这个科学问题，我校水资源与环境学院硕士研究生许立华在导师高冰副教授的指导下，采用分布式水文模型GBEHM，在青藏高原澜沧江源区开展了长序列（1971-2020年）的冻土水文过程模拟，研究了冷季和暖季升温对澜沧江源区多年冻土水文过程的影响差异。在模拟中设置了基准模拟（Base）来探究流域冻土水文过程的历史变化。在基准模拟（Base）中所有的大气驱动数据均在动态变化。同时设置了Exp1（保留了冷季的大气变暖趋势，消除了暖季的大气变暖趋势）、Exp2（保留了暖季大气变暖趋势，消除了冷季的大气变暖趋势）、Exp3（冷暖季节的大气变暖趋势均被消除）、Exp4（同时保留了冷暖季节的大气变暖趋势，但消除了辐射的年际变化趋势）等不同情景进行对比模拟。研究取得了以下认识：

     （1） 研究区内冷季变暖趋势为0.052 ℃/a，大于暖季变暖趋势(0.032 ℃/a)，研究区的冷季变暖比暖季变暖更显著。冷季气温升高对年平均地温的影响更大，冷季的变暖比暖季变暖对冻土退化的影响更显著；辐射变化对地温和冻土退化的影响小于气温升高。

     （2） 冷季变暖对季节性冻土最大冻结深度的减小起主要作用，因而冷季变暖主导了季节性冻土区土壤液态含水量的增加，而暖季变暖是多年冻土活动层厚度增加的主要原因，因此暖季变暖是多年冻土区土壤液态含水量增加的主要原因。

     （3） 冷季气温升高对年径流和暖季径流有增加作用，而暖季升温对年径流有减小作用。冷季变暖是冷季径流增加的主要原因，这与冷季升温对冻土退化的显著影响有关。冷暖季节变暖对水文过程影响的差异与冻土变化密切相关。

     （4） 冷季变暖在多年冻土向季节性冻土的退化中发挥了更重要的作用，因此导致冷季空气变暖对径流变化的影响比暖季变暖更大。在多年冻土退化为季节性冻土的地区，浅层和深层液态土壤含水量的增加受冷季变暖的影响更大。

     以上研究结果揭示了冷暖季升温对青藏高原流域尺度多年冻土水文过程的不同影响，加深了我们对流域尺度上多年冻土水文过程对气候变化的复杂响应的认识；也表明在气候变化研究中需要重视这种季节变暖的差异性对青藏高原多年冻土水文过程的不同影响。

图1 澜沧江源区地形及水文气象站点分布

图2 不同数值试验中多年冻土面积（a）、季节性冻土最大冻结深度（b）、多年冻土活动层厚度（c）的变化对比

图3 不同数值试验下：（1）季节性冻土区，（2）多年冻土退化区，（3）多年冻土区的液态土壤水含量的变化

     研究工作得到了国家自然科学基金重点项目（41630856）及国际合作与交流项目（41661144031）的支持。研究成果发表于地球物理学领域权威期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》：Xu Lihua, Gao Bing*. (2022). Understanding the effects of cold and warm season air warming on the permafrost hydrology changes in the source region of the Lancang River, the Qinghai-Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2022JD036551. . (IF2021= 5.217) 

     全文链接：https://doi.org/10.1029/2022JD036551