探尋對未發生事件和未知現象的認知和預測能力，即可預測性，是近年來氣象、水文、生態預測預報的研究熱點，也是有效降低洪澇干旱等自然災害帶來的損失、流域水資源規劃管理和水利工程運行調控的重要依據。然而，受流域自然地理條件、氣候變化和人類活動等因素的影響，水文系統存在多要素相互作用，具有確定性和隨機性于一體的復雜動力學特征，給水文模擬和預測帶來了諸多挑戰。挖掘水文系統的復雜性以及隱藏在水文序列中的重要信息，探析各驅動因素對其影響程度，對水文模擬預測具有重要意義。

天津大學地球系統科學學院生態水文與水資源研究中心利用混沌理論探索了水文系統不同水文過程的復雜性及影響因素，包括氣候系統的復雜性、土壤水的混沌動力學特征、全球實際蒸散發的復雜性及可預測性等。相關研究一方面加深了對水文過程物理規律的認識，同時挖掘了其在水文模擬和預測中的應用潛力。相關成果發表于地球科學TOP期刊Water Resources Research、Journal of Hydrology、Hydrology and Earth System Sciences上。

近日，研究團隊基于FLUXNET和ChinaFLUX站點數據，利用混沌理論探究了全球實際蒸散發的動力學特征、混沌現象及可預測性，分析了不同氣候條件、不同植被類型下，蒸散發過程的復雜性、可預測性差異及其控制因素。研究結果表明：（1）蒸散發動力學變化過程存在混沌現象；（2）蒸散發動力學特征及復雜性程度在不同氣候條件存在差異性，具體表現為半干旱半濕潤地區實際蒸散發動力學過程相比于濕潤區和干旱區的復雜性較強，其確定性和可預測性較小；（3）蒸散發過程的復雜性和可預測性在水分限制的干旱和半干旱區受葉面積指數（LAI）等植被因素的影響較明顯。相較于草地生態系統，森林生態系統的可預測性較大，這種現象在干旱區和半干旱區表現更明顯。相關研究為蒸散發的模擬和預測提供了理論支持。

圖1 所選站點及蒸散發復雜性分析結果