探索秘鲁白山脉冰川融化、地下水与气候变化之间的联系

冰川融化已知为冰川化热带地区径流的重要水源，特别是在干季。地下水也对径流贡献了显著的水量。然而，两者之间的联系常常不明确：多少地下水源自冰川融化？更广泛地说，随着冰川后退和气候变化，地下水和地表水对径流的贡献将如何变化？我们在寒冷地区水文建模平台上开发了一个冰川-水文模型，以探索秘鲁白山脉，特别是在奎尔卡尤安卡谷地，冰冻圈、地表水和地下水之间的复杂相互作用。该模型使用来自谷地的气象观测，参数化则采用谷地的众多数据源和基于过程的研究。我们的研究结果表明，在干季，24%的径流是通过地下水库输送的，而在最低流量时这一比例增加到40%。在没有冰川的模拟中，湿季的径流排放减少了34%，干季减少了54%，且地下水对径流的贡献在湿季和干季分别减少了55%和52%。这一简化方法表明，年均地下水对径流的贡献大约一半来自冰川融化。我们进行了敏感性情景分析，以评估流域对预计到2100年的降水、温度和冰川覆盖变化的韧性。在基本上无冰川的流域中，测试的温度范围（+0到5摄氏度）对干季径流的影响范围在当前条件的-60%到-49%之间，测试的降水范围（-20%到+20%）则对干季径流的影响范围在当前条件的-78%到-35%之间，表示对降水潜在变化的敏感性更大。预计比率的变化在湿季较小，但遵循了类似的模式。在最可能的2100年情景下，在RCP 8.5下，湿季径流预计减少17%到27%，干季径流减少28%到52%。尽管在气候变化和冰川消退下，雪和冰对径流的贡献显著下降，但地下水区对径流的贡献变化相对较小，显示出地下水系统对气候变化和冰川变化的低敏感性。