亚欧内陆干旱区分布山地-绿洲-荒漠生态系统（mountain-oasis-desert ecosystem, mods）。大规模水土开发、高强度的放牧和绿洲土地集约利用，使mods土地利用与覆被变化（lucc）显著，并引起草地退化、荒漠植被破坏、河流断流、尾闾湖泊萎缩或消失等生态与环境问题。这蕴含的重要科学问题是气候变化背景下lucc对mods水热格局和局地气候的影响。
中国科学院新疆生态与地理研究所土地变化与生态模拟团队，与比利时皇家气象研究所、比利时根特大学合作，以丝绸之路新疆段的核心区——天山北坡为研究区，在机理和过程层面上探索lucc对mods水热格局与局地气候的影响，在绿洲灌溉对区域降水的影响研究中取得系列进展。
该研究引入国际先进的surfex陆面模型和alaro气候模式，分析天山北坡lucc对mods水热格局的影响。同时，研究采用了国际上普遍使用的主流区域气候模式-陆面过程耦合模型wrf（the weather research and forecast model）-noah，开展天山北坡lucc对区域气候的影响模拟研究，并与基于alaro-surfex的分析结果进行比较。
基于alaro-surfex耦合模型，研究发现，绿洲灌溉和扩张产生的强烈蒸散发在白天谷风的作用下，随着海拔升高地表温度降低水汽冷却，使得海拔1000-2500m的山区降水增加5-20mm，加速了山地-绿洲-荒漠复合生态系统水文循环过程，而绿洲灌溉和扩张引发的强蒸发并未导致绿洲外围降水的显著变化。研究成果以agriculture intensification increases summer precipitation in tianshan mountains, china为题，发表在atmospheric research上。基于wrf-noah模型，研究显示：通过敏感性分析，发现绿色植被比率对wrf模拟水热格局十分重要，为干旱区陆面过程与气候模式建模提供理论支撑；漫灌和滴灌增加了整个地区的降水，特别是在山区，从而加速了mods中的水文循环；绿洲-荒漠局部微循环维持了绿洲稳定，但被局地背景循环-山谷风所抵消，而被隐匿。研究成果以numerical simulation of the irrigation effects on surface fluxes and local climate in typical mountain‐oasis‐desert systems in the central asia arid area为题，发表在journal of geophysical research: atmospheres上。
通过对比上述两类区域气候/陆面过程模式的研究结果，均发现绿洲灌溉和扩张增加了天山山区的夏季降水，并加速了山地-绿洲-荒漠复合生态系统水文循环过程。
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研究团队单位：新疆生态与地理研究所
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