IT之家 1 月 18 日消息，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所張永強(qiáng)研究員聯(lián)合國內(nèi)外多個科研團(tuán)隊(duì)共同完成了一項(xiàng)關(guān)于全球水循環(huán)量化的重要研究，旨在更精確地量化全球水循環(huán)各組成部分，并對未來變化趨勢作出更為可靠的預(yù)測。相關(guān)成果已于 1 月 9 日發(fā)表在《自然 · 地球科學(xué)》上。

水循環(huán)是地球表層系統(tǒng)的核心過程，但長期以來，受限于模型偏差與觀測數(shù)據(jù)不足，全球范圍內(nèi)的河川流量與蒸散發(fā)（陸地水分蒸發(fā)與植物蒸騰的總和）等關(guān)鍵分量的精確劃分面臨挑戰(zhàn)，這導(dǎo)致對未來水資源變化的預(yù)測存在較大不確定性。

為破解這一難題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將全球 50 條大型河流在 1980 年至 2014 年間的實(shí)測徑流數(shù)據(jù)，與多種地球系統(tǒng)模型進(jìn)行融合，并采用“涌現(xiàn)約束”方法對模型進(jìn)行校正，從而系統(tǒng)性地重構(gòu)了全球水循環(huán)的分配格局。

研究得出的量化結(jié)果顯示，在 1980–2014 年間，全球陸地河川流量平均為每年（3.91±0.54）萬立方千米，相應(yīng)的徑流系數(shù)（徑流量與降水量的比值）為 0.35±0.03，這一數(shù)值顯著低于以往多數(shù)研究的估計(jì)，表明此前許多模型可能系統(tǒng)性高估了全球河川流量。同期，陸地蒸散發(fā)量為每年（7.34±0.62）萬立方千米。

研究進(jìn)一步對河川流量進(jìn)行了細(xì)分，發(fā)現(xiàn)其中約 66% 來源于地下水的貢獻(xiàn)（地下基流）。在蒸散發(fā)總量中，由農(nóng)作物引起的蒸騰占比約為 12.3%，這一數(shù)據(jù)量化了農(nóng)業(yè)活動對全球水循環(huán)的具體影響。

基于這些最新發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)繪制了新的全球水循環(huán)示意圖，它不僅包含了降水、蒸發(fā)、徑流等傳統(tǒng)組分，還明確了地下水流動、人類用水、植被蒸騰等關(guān)鍵過程的具體比例，從而對長期使用的教科書示意圖進(jìn)行了重要的更新與補(bǔ)充。

此外，研究團(tuán)隊(duì)利用經(jīng)觀測數(shù)據(jù)校正后的模型，對未來氣候變化情景下的水循環(huán)變化進(jìn)行了預(yù)測。分析表明，全球平均氣溫每升高 1°C，河川流量的增加幅度預(yù)計(jì)為每年 7.8±5.5 毫米，這一數(shù)值比未經(jīng)校正的模型平均預(yù)測值低了約 9.3%，同時其不確定性降低了約 66%。這提示當(dāng)前的氣候模型可能高估了未來河川流量的增長幅度，特別是在考慮了灌溉、水庫調(diào)節(jié)等人為活動的影響后，實(shí)際可用水資源的增長可能比模型普遍預(yù)測的更為有限。

IT之家附論文地址：
https://doi.org/10.1038/s41561-025-01897-9

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