影响“亚洲水塔”的水汽输送过程
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水汽的辐合和抬升是影响水汽输送的重要过程。基于再分析资料的诊断发现，暖湿空气在高原南缘辐合上升，在到达高原主体高度后辐散，辐散气流加强了高原表面的热低压引起的辐合气流，进一步维持高原上空的对流系统，最终形成高原云和降水。观测中，印度次大陆中东部和青藏高原西南部的降水变化高度相关，原因是在印度中东部发展起来的对流系统在对流层中层（500 hPa）西南风的引导下越过喜马拉雅山，将携带的水汽输送到高原西南部，这一水汽输送机制被称作“抬升－翻越”机制（up－and－over）（图1）。当大气低层（850 hPa）有闭合低压中心、中层（850—300 hPa）有越过喜马拉雅山的西南气流、高层（300 hPa）伊朗高压和南亚高压之间为偏南风时，则有利于将印度上空的对流系统及水汽输送到高原内部。基于数值模拟试验比较“抬升－翻越”机制、地形爬升机制和局地蒸发对高原西南部降水的贡献，结果表明高原西南部降水98％的水汽来自外部输送，其中“抬升－翻越”机制的贡献为56％—82％。
图 1 “抬升 - 翻越”机制示意图
气候模式是揭示“亚洲水塔”水汽输送特征的重要工具。目前全球环流模式多高估青藏高原降水，原因和模拟的水汽输送偏多有关，其中地形拖曳作用和喜马拉雅山脉南麓的地形对流降水在此过程中作用显著。动力降尺度实验表明，地形精度是影响模式对青藏高原水汽输送模拟能力的重要因子，高分辨率模式更加准确地刻画了喜马拉雅山脉的复杂地形，能更好地模拟出地形拖曳作用、减弱南风，从而减少来自高原南边界的水汽输送；分辨率为 2 km 的模拟实验可以模拟出喜马拉雅山脉南麓的地形对流降水，使喜马拉雅南侧降水增加而高原内部降水减少。此外，在模式中加入次网格地形拖曳作用的参数化方案也可提高模式对高原降水的模拟能力。基于对流可分辨模式的敏感性实验结果表明，喜马拉雅山中段北坡降水偏少的“干带”的形成，主要是由于南坡对流降水消耗大气水汽引起的。