中国网/中国发展门户网讯  西部地区是我国的战略后方和气候变化的敏感区、脆弱区，包括四川省、重庆市、云南省、贵州省、陕西省、甘肃省、青海省、广西壮族自治区、宁夏回族自治区、西藏自治区、新疆维吾尔自治区，以及内蒙古自治区的部分盟市，面积约占全国领土总面积的71%，陆地边境线长达1.8万余km，人口总数约3.8亿；西部地区地下水可采资源丰富，水资源占全国总量的80%以上；西部地区不仅是我国战略性矿产资源的重要产地，也是我国经济作物的聚集区域，原煤产量达59.4%，天然气产量占79.6%，谷物产量占24.0%，棉花产量占90.1%，油料产量占31.2%。因此，西部地区生态环境变化对全国、亚洲甚至全球都有着十分重要的影响。

已有的观测证据表明，过去几十年我国变暖程度高于全球平均，其中西部地区高于东部，特别是青藏高原和内蒙古地区。因此，西部地区面临的气候变化风险更高。与此同时，伴随着全球变暖，灾害性天气、气候事件发生频率更高、强度更大，特别是在一些人口相对密集的区域。未来极端天气气候灾害将进一步加剧，并且更多地将以“并发”“链式”等复合灾害的形式发生，相比单一灾害其致灾后果将更加严重。这也对西部地区防灾减灾和气候变化应对工作提出了更高的要求和新的挑战。为此，本文在系统评估我国西部气候变化事实及风险的基础上，提出了西部地区气候变化领域未来需要重点关注的研究方向，并给出了相应的对策与建议，以更好地支撑西部生态环境保护和经济建设。

西部地区气候变化及风险

随着观测手段的不断丰富、观测仪器性能和精度的不断提高、数据处理能力的不断提升等，观测资料在不断累积、增多，气候系统各圈层变化的信息越来越全面，有关气候变化的认识不断得到深化和确认。更丰富的观测数据和证据确证了近百年来全球气候系统变暖的事实，西部地区亦是如此。

青藏高原及西北地区呈现暖湿化趋势，而西南地区干旱加剧，黄土高原呈现暖干化。1961年以来，青藏高原、西北和西南的地表平均气温呈明显的上升趋势，上升速率分别为平均每10年0.36℃、0.30℃和0.17℃，且最高及最低气温均呈增加趋势。青藏高原中北部、西北中部和西部年降水量呈明显的增加趋势，而西南地区东部和南部、西北地区东南部年降水量呈减少趋势。极端降水呈现明显的地域性差异。未来20年，中国西部温度将继续上升，极端暖（冷）事件也将继续增加（减少）。西南部降水呈减少趋势，而西部其他地区降水显著增加；极端降水频次将增加。

自20世纪60年代以来，青藏高原地区径流呈现上升趋势，西北地区径流下降，黄土高原地区径流减少、极端水文事件增加。未来青藏高原作为“亚洲水塔”存在失衡倾向，严重威胁下游供水安全。尽管未来西北地区径流量有所增加，但灌溉、工业及生态需水也会增加，水资源短缺问题将加剧。未来30年，黄河流域中等干旱有所缓解，但极端干旱事件愈发频繁；西南地区洪水风险增加，干旱更加频繁。

气候变暖背景下中国西部的冰冻圈不断萎缩。近几十年来，中国西部冰川退缩，冰川内部结构的稳定性显著降低。多年冻土的温度升高，厚度减薄，季节性冻土的最大冻结深度减小，冻结时间缩短。青藏高原积雪自1980年以来呈现先增后减的趋势，以20世纪90年代末为转折点。到21世纪末，青藏高原及周边地区冰川的冰储量将继续减少。冻土将延续当前的变化趋势，但有较大不确定性。喜马拉雅山脉低海拔地区雪深或积雪量将减少，高海拔区域减少的幅度较小。

自20世纪80年代以来，西部地区植被覆盖呈现上升趋势，净初级生产力增加，生态环境趋于改善，但生物多样性在减弱。近些年，人工林和幼龄林的增多在一定程度上导致碳储量有升高趋势。未来，青藏高原生态系统的斑块连通性和生态多样性将呈减少趋势，而黄土高原灌木和禾草比例将增加，荒漠地区的C4禾草优势度也将会增加。到2050年，西部地区生态系统净初级生产力以增加为主；到2080年，青藏高原和西北干旱区生态系统的脆弱程度有所减轻。

极端天气气候事件及关联灾害将更频繁地威胁人体健康，如热应激与热浪危害加重、媒传疾病蔓延与北扩、环境质量恶化等。在温室气体中低排放情景下，到2061—2080年，青藏铁路沿线热融灾害低风险区占比为45%，中高风险区达40%以上，南部边界中高风险区的范围要明显高于北部边界。气候变暖对西部地区农业利弊共存。有利的是使西部农业生产中的热量限制程度减弱，不利的是加大了农业生产的气候风险。未来气候变化将导致西部地区的风能资源整体呈下降趋势，且年际振荡更加剧烈，对太阳能资源的影响也以不利为主。气候变化还将影响居民的旅游意愿，如高温、洪涝等极端事件的增加将会减弱居民出行意愿，以及导致自然物候、气象景观和历史文化遗产等旅游资源的改变。

问题与挑战

近些年，西北地区气候呈现暖湿化趋势，极端天气气候事件和气象水文环境灾害频发，不可预测性增加，给西部的防灾减灾和可持续发展带来巨大挑战。科学认知和预测全球变暖背景下西部气候与环境变化，对于保障西部生态环境保护和经济建设至关重要，是新时期气候变化应对领域科技支撑西部地区建设和发展的新使命与新要求。

灾害性天气气候事件频发、强度大。西部地区极端天气气候灾害愈发频繁，造成了严重的经济损失和人员伤亡。如：2023年云南遭遇了1961年以来最强冬春连旱，持续干旱对云南农业、水资源调度、生态系统产生了严重影响，并导致了多起森林火灾；2022年8月，受持续强降水影响，青海省多地发生暴雨洪涝灾害，基础设施受损严重。2010年的舟曲暴雨和泥石流事件直接造成了县城被毁和数千人的死亡。未来极端天气气候灾害将进一步加剧，将更多地以“并发”“链式”等复合灾害的形式发生，相比单一灾害其致灾后果将更加严重。这对西部防灾减灾和气候变化应对工作提出了更高的要求和新的挑战。

气候变化的生态环境影响加剧。全球变暖导致大量冰川融化甚至消失，对作为“亚洲水塔”的青藏高原区域水循环和水资源造成深刻影响，涉及亚洲地区近13亿人口的淡水资源供给，以及我国南水北调工程规划、建设和运行；青藏高原区域湖泊面积增加、水位加深，降水变化加剧，并造成一系列生态系统变化；冻土融化加速对公路、铁路安全运行带来威胁，并会导致碳库潜力发生巨大变化。随着全球变暖逐步加剧，上述响应将会更加剧烈。

亟须科学认知西部气候与环境变化的关键过程与机制。西部是气候变化的敏感区，也是生态环境变化的脆弱区。科学合理应对气候变化及其带来的影响，迫切需要从多圈层、多时间尺度深入理解西部区域气候变化的关键物理过程、影响因子和驱动机制，深入理解气候变化对区域水文、生态环境等的影响与机理，提升对区域气候与环境变化的科学认知。

亟须构建高分辨率区域地球环境模拟系统。全球变暖背景下，西部地区的水资源分布、地表植被覆盖等生态环境要素发生了明显变化，这些变化与西部地区的大气、冰雪、陆面及生物圈之间的相互作用密切相关。现有的气候模式难以刻画西部复杂下垫面和关键物理过程，模拟性能和精细化程度无法满足现实需求，亟需结合天地空一体化高分辨率综合观测数据，开展多源数据同化和气象—水文—生态环境耦合关键技术研究，发展适用于西部地区的高分辨率区域地球环境模拟系统。

亟须提升气象—水文—生态环境的精细化预测能力。全球变暖背景下，西部区域极端天气气候事件和水文环境灾害频发，影响严重。然而当前，对于西部极端天气气候和水文环境灾害预报预测水平较低，精细化程度不够，无法满足防灾减灾的需求。因而迫切需要开展西部地区气象—水文—生态环境精细化预测的关键技术研究，构建区域气象—水文—生态环境精细化预测系统，提高预测水平。

气候变化应对领域科技支撑我国西部建设的重大任务

在气候变化领域应大力推进适合我国西部地区的天气气候环境多尺度无缝隙集合预报、预测体系建设，提升高影响灾害性天气的监测、预报、预警能力；搭建西部地区气候变化关键科学问题的多学科协同攻关平台，以生态优先为原则，集中研究气候变化对我国西部生态、水文、环境的影响，提出全球变暖背景下绿色发展新理论，服务于国家生态文明建设和西部大开发新格局。

战略性重大科技任务

西部地区气候变化与北极放大效应的动力学联系及其圈层间耦合机制

我国西部地区是气候变化敏感区和生态环境脆弱区，其气候受中高纬、热带等多系统协同影响。北极异常增温（北极放大效应）对全球气候影响显著，但与西部气候变化的联系尚不明确，亟需深入研究两者之间的动力学关联，剖析西部气候变化的关键物理过程和驱动机制。研究重点包括：分析西部地区历史和未来暖湿化演变特征，研究气候及极端气候的多尺度变化规律；探讨北极增暖及冰—气系统变化对西部气候的影响及其动力学机制；完善天地空一体化监测网络，从海洋—大气—陆地多圈层相互作用角度，研究青藏高原水热过程变化对西部气候变化的影响机制。

西部地区气象—水文—生态环境精细化预报预测和预警服务系统

气象—水文—生态环境的精细化预报预测与预警是我国西部地区防灾减灾、水资源和生态安全的关键需求，也是地球科学的重大挑战。目前，相关预报预测多依赖单一学科，综合系统研究尚在起步阶段，精细化程度和预测水平亟待提升。研究重点包括：建立西部地区气象—水文—生态环境演变的综合监测方法体系，研发智能化综合监测平台；开发脆弱区识别技术，构建灾害预警指标体系和系统；研发西部地区极端气象—水文—生态环境灾害风险评估与综合管理系统，搭建集成与示范应用平台。通过这些研究，提升西部地区预报预测预警水平，打通科技支撑决策的断点，服务防灾减灾与可持续发展。

“双碳”目标下的西部地区绿色能源开发

为实现“碳达峰、碳中和”目标，构建以可再生能源和新能源为主体的新型电力系统至关重要。西部地区风能、太阳能等绿色能源资源丰富，开发潜力巨大，在我国高比例可再生能源开发利用战略布局中具有重要地位。研究重点包括：西部风能、太阳能、生物质能资源评估，聚焦大风机、低风速区，风光水时空互补调剂、跨地区跨流域补偿调节等；气候变化下风能、太阳能资源时空变化特征及经济性评估；新型电力系统安全的鲁棒性、资源齐备性、恢复能力与极端天气预报预警；风电、光伏电网友好性与绿色电力交易服务；大规模风电场、光伏电站的气候环境生态效应；城区分布式太阳能开发及对城市热岛效应的影响。

关键性科技任务

全球变暖背景下西部地区气候与环境变化的关键过程和机制

工业化以来，全球气候显著变暖，严重威胁人类生存与可持续发展。我国西部作为气候变化敏感区和生态环境脆弱区，气象灾害频发，生态环境脆弱性加剧，可持续发展面临严峻挑战。为科学应对西部气候与环境变化，亟须深入认识其变化规律与影响机理。研究重点包括：西部气候变化的关键过程与驱动力，涵盖多时间尺度气候变化事实、多圈层相互作用、复杂地形影响及人类活动与自然外强迫的贡献；西部区域气候变化的精细化预估，探索年代际预测新理论、约束长期预估不确定性的方法及西部地区气候未来变化的精细化预估；西部区域环境对气候变化的响应机制，研究气候变化对区域水文生态环境的影响及机理。

全球变暖背景下西部地区极端天气气候变化的物理机制、影响及应对

气候变化使西部地区极端天气气候灾害频发，损失增多，生态环境脆弱性加剧，严重影响可持续发展。目前，其中的关键物理过程和机制尚不清晰，尤其是从地球系统整体视角认识大气、水、生态环境之间的相互作用，以及地球系统与社会经济系统的耦合，是科学预测未来变化和实现数字化转型的重要基础。研究重点包括：气候变化对西部极端天气气候事件的影响及机理，明确事件类型、时空特征，预估未来变化趋势；全球变暖背景下西部极端事件的风险评估，分析对农牧林、交通、旅游、重大工程和居民健康的影响及不确定性；构建极端事件预报预警体系，发展智能处理系统，提升综合应急减灾能力，为应对气候变化提供科技支撑。

全球变暖背景下西部地区气象及衍生灾害的风险评估与适应

西部地区极端气象及衍生灾害类型多、分布广、突发性强且常呈链式演进，致灾后果严重；加之生态环境脆弱、经济发展不均衡，使得该地区脆弱性和暴露度较高。目前，灾害评估多聚焦单一气象灾害，缺乏多灾种级联传导及其非线性特征研究，也缺少社会经济承灾体的动态暴露度和适应能力评估，难以支撑精准的风险评估与适应措施研究。因此，亟需加强西部地区未来极端气象链式灾害的风险评估与适应研究。研究重点包括：辨识西部气象及衍生灾害的演化机制，构建链式演进致灾过程模型，预估灾害级联传导趋势；构建未来西部典型地区高分辨率人口经济数据库，研发承灾体暴露度指标体系和脆弱性评估模型，建立多尺度精细化综合风险评估技术体系；开展灾害场景推演与示范研究，构建综合风险评估与防范适应业务平台。

气候变化对西部地区水资源的影响及适应

水资源是制约我国西部发展的关键因素，其对气候变化的响应直接关系到生态环境和社会经济发展。因此，深入研究气候变化对西部水资源的影响及其机理，是保障西部水资源安全的重要科学基础。研究重点包括：揭示气候变化对西部水循环的影响及机理，科学预估未来水资源演变格局；综合评估西部水资源承载力，优化水资源配置，加强农业基础设施建设，提升农牧林三产业应对水资源变化的能力；完善水资源管理体系，发展高效利用、污水处理和废水再生技术，科学布局重大水利工程，实现水系统健康循环与智能化管理，为区域可持续发展提供水资源保障。

气候变化对西部地区冰冻圈的影响及风险评估与管理

全球变暖背景下，冰冻圈变化显著，对生态系统、水资源和重大工程产生严重影响。我国西部，尤其是青藏高原，观测站点稀疏，对冰冻圈变化及机理的认识有限，未来变化预估存在很大不确定性。研究重点包括：揭示气候变化对西部冰冻圈的影响，查明冰川、冻土和高山积雪的变化事实及机理，预估未来演变格局；评估冰冻圈变化对生态系统、水资源和重大工程等的灾害风险，加强青藏高原多年冻土碳研究和冰川灾害预警，提升农牧林应对能力；构建青藏高原冻土区土壤有机碳数据库，评估冻土退化对碳循环的影响及其对生态系统碳收支的长期作用。

气候变化对西部地区生态系统的影响机制及适应管理技术

全球变暖背景下，我国西部生态系统结构、生产力、碳库潜力等发生显著变化，未来影响深远，威胁区域可持续发展。因此，查明气候变化对西部生态系统的影响与风险，提出应对举措，对保障生态安全、促进区域发展具有重要意义。研究重点包括：揭示西部生态系统脆弱性及退化机理，明晰生态系统与气候系统的耦合机制，研发双向耦合模拟技术；构建西部生态系统服务功能动态监测体系，评估生态系统碳、氮、水循环对服务功能的调控机理；建立西部生态损害评估体系，健全生态安全风险监测与预警体系，提升生态系统修复和功能增强的关键技术，研发适应气候变化的管理技术，为生态保护和可持续发展提供科学支撑。

基础性科技问题

构建西部地区天、地、空一体化高分辨率综合监测网络

精密监测是实现自然灾害精准预报和精细服务的基础，但西部地区现有观测网络存在站点稀疏、布局不均、数据传输效率低、运行保障体系不完善等问题。因此，需加大投入，基于现有气象观测网络，针对高风险区域加密自动观测站点，构建包含移动观测与卫星遥感的跨区域、跨尺度综合野外观测体系，建立天地空一体化综合观测网络及数据服务系统，实现高分辨率数据的多层次共享。研究重点包括：加密西部地区气候系统自动化观测站点，建立天、地、空一体化高分辨率综合监测网络；强化自动站定位观测，构建跨区域、跨尺度的综合性野外观测体系；构建西部气候生态环境综合数据库，集成研发数据服务系统，实现数据质量评价、共享与服务。

构建高分辨率区域地球系统模式

数值模式是研究区域气候变化及生态环境响应的重要工具，但现有模式在刻画西部复杂下垫面和关键物理过程时存在不足，模式分辨率低，模拟能力有限，缺乏气象—水文—生态环境耦合的高分辨率区域地球系统模式。研究重点包括：研发无缝隙的高分辨率天气气候模式，改进物理过程参数化，建立包含寒旱区关键过程的高分辨率陆面模型；开展气象—水文—生态环境多圈层耦合技术研究，建立适用于西部的高分辨率区域地球系统模式；构建高分辨率模拟系统，开展多源数据同化技术研究，搭建可视化智能平台，提升西部区域天气气候环境的模拟能力和预测水平。

发展气候变化应对关键技术，保障西部水资源和生态安全，实施开发和保护统筹策略

水资源是制约我国西部发展的关键因素，亟需研发全球变暖背景下西部水资源变化应对关键技术。研究重点包括：加强西部水资源管理体系（含跨境水资源管理）建设，科学布局重大水利工程，推动水资源健康循环与智能化管理；研发西部生态系统适应气候变化的管理技术，构建生态系统固碳、水源涵养、水土保持、防风固沙等功能的动态监测与验证体系，健全生态安全风险监测与预警机制；提升生态系统修复与功能提升关键技术，评估适应气候变化的管理措施及潜在风险，研发适应新技术。此外，需适度开发西部，实施保护与开发统筹的策略，助力区域可持续发展。

建议与举措

全球变暖背景下西部生态环境对我国、亚洲甚至北半球的人类生存环境和可持续发展起着重要作用，直接关系到西部地区社会经济的可持续发展，甚至我国的国际影响与地位。我国把应对气候变化作为推进生态文明建设、实现高质量发展的重要抓手，基于我国实现可持续发展的内在要求和推动构建人类命运共同体的责任担当，形成应对气候变化新理念，以中国智慧为全球气候治理贡献力量。

针对促进气候变化应对领域与其他领域科技交叉融合发展，可以从加强体制机制、央地合作、科研投入、平台建设、数据协同、人才资源和国际合作等方面综合考虑。加强顶层设计与宏观调控能力，聚焦支撑我国西部生态环境保护与经济建设，气候变化基础研究和重大关键核心前沿技术攻关研发等活动应直接面向地方需求，组织实施中央和地方科研院所协同攻关。统筹建立多元化投资支持渠道，加大对重点科技创新的支持力度，加强保障西部气候变化领域的应用基础研究和关键核心技术攻关的稳定支持。加强我国西部现有科技平台的维护、气候系统观测资料空白区的平台新建和整个平台网络的优化整合。建立应对西部气候与生态环境变化国家科学数据中心，以满足国家和全社会可持续发展对西部气候与生态环境变化数据的共享需求。建立完善人才培养机制，培养西部气候变化应对研究的专门人才；建立灵活的用人和评价体系，充分调动西部地区现有各类人才的工作积极性，发挥其创新潜力，为西部气候变化研究作出贡献。将气候变化领域的国际科技合作纳入双边、多边政府间科技协议，完善国际科技合作的政策环境，为我国科学家参与气候变化领域的国际合作提供政策辅助和支持。

（作者：王会军，南京信息工程大学气候系统预测与变化应对全国重点实验室 中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心；陈活泼，北京师范大学地表过程与水土风沙灾害风险防控全国重点实验室 中国科学院大气物理研究所竺可桢—南森国际研究中心。《中国科学院院刊》供稿）