▲中科院青藏高原所地气作用与气候效应团队的科研人员在埃塞俄比亚4200米的Choke山上架设涡动相关地表能量平衡系统
利用卫星遥感和地面气象观测资料，中科院青藏高原所地气作用与气候效应团队马耀明研究员等与埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴大学合作，首次获得了埃塞俄比亚地区地表四分量辐射和净辐射通量的区域空间分布规律。该研究弥补了“非洲屋脊”严重缺乏地表能量水循环过程观测设备和数据的短板，为研究全球气象、气候模式在该地区的可适用性提供了重要的数据支持。该成果近日在线发表于《理论与应用气候学》（《Theoretical and Applied Climatology》）。
据介绍，埃塞俄比亚高原面积80余万平方公里，平均海拔2500米以上，素有“非洲屋脊”之称，也是尼罗河最大的水源地。尼罗河途经11个国家，是全球最长的河流，受其影响的区域约320万平方公里，将近5亿人口的生产、生活用水都依赖于它。
“非洲屋脊”西部以平原灌溉区为主，其它地区以山地为主，海拔高度落差从420米到4260米，每年为尼罗河贡献近57%的径流量，雨季贡献80%的径流量。因此，研究该区域地气相互作用过程对寻找非洲季风和雨季爆发规律具有非常重要意义。
为配合“一带一路”倡议，中科院青藏高原所地气作用与气候效应团队与埃塞俄比亚的亚的斯亚贝巴大学（Addis Ababa University）建立了良好科研合作关系。双方于2017年在海拔4200米的Choke山上建立了“非洲屋脊”首套地表能量平衡综合观测系统，这套系统可以实时连续观测地表的太阳辐射、长波辐射、地表感热、潜热、土壤热通量、土壤温湿度、三维风速、二氧化碳和水汽交换通量等要素，将为中国科学家对比研究青藏高原和“非洲屋脊”的水分循环过程提供重要基础研究资料。
▲利用站点气象数据和卫星遥感结合手段得到的青尼罗河上游的地表辐射四分量及净辐射的空间分布图
经过三年的数据积累，研究团队利用“非洲屋脊”地区分布的46个地面气象站数据为驱动数据，采用祛趋势的克里金空间插值法，将气象站资料转换成复杂山地的地面气象要素的空间分布规律。研究发现，该区域太阳短波辐射和净辐射通量在高山草甸区明显大于低海拔灌溉农业区。团队还利用通量站观测资料对“非洲屋脊”的下行长波辐射参数化方案进行了改进，使其适应埃塞俄比亚高原地区。
图片来源：中科院青藏所