影响“亚洲水塔”的水汽输送过程

发布时间:2019-12-09 11:36:49  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:周天军 高晶 赵寅 张丽霞 张文霞  |  责任编辑:赵斌宇
关键词:亚洲水塔,水汽输送,季风,西风,观测,数值模拟

格点化的观测资料显示,1979—2013 年青藏高原中西部(约为 85°E—95°E,30°N—37°N)的降水在增加;针对这一目标区,基于欧拉水汽追踪模型的分析表明,气候态下目标区超过 69%(21%)的水汽来源于陆地(海洋),主要由来自西部的西风急流和来自西南部的印度夏季风引导,局地水汽对降水的贡献约为18%。从年循环的角度来看,每年 5—6 月西风输送主导目标区的水汽供给,7—8 月印度夏季风和东亚夏季风的贡献变得显著,并在 9 月成为主导水汽来源。在降水增加的 1979—2013 年,增加的水汽主要源于西南部水汽输送和局地水汽供给的加强;同时,目标区的降水再循环率显著增加,这表明该区域的水循环正在加强。与高原北部的降水增多不同,高原南部的降水呈减少趋势。利用欧拉水汽追踪模型,从水汽来源的角度比较1979—2016 年青藏高原北部(35°N 以北)和南部(30°N 以南)降水水汽来源的不同,结果表明,来自亚洲季风区和高原主体的水汽输送对高原北部降水增加的贡献分别为 35.8% 和 51.7%;而对于高原南部的降水减少现象,水汽追踪结果表明这是因为来自欧亚大陆(位于高原西北方向)的水汽输送对高原南部降水的贡献减少。就来自印度次大陆的水汽来说,其对高原北部降水的贡献增加,对高原南部降水的贡献减少。

另有研究以降水和蒸发之差为指标,基于再分析数据,从水汽收支的角度分析了 1979—2011 年青藏高原主体变湿和高原东南部(雅鲁藏布江大峡谷附近)变干的原因,强调垂直速度和水平环流(动力项)变化的作用。具体来说,高原主体的增湿现象主要缘于急流的北移和南亚夏季风的加强,季风环流携带大量水汽向北进入高原,从而引起高原上空的水汽输送净通量呈增加趋势,同时热成风引起高空辐散和异常上升运动,最终引起高原主体降水的增加;虽然输送至高原的水汽有所增加,但该工作表明动力项(大气环流的变化)的影响比热力项(水汽的变化)更加显著;而对于雅鲁藏布江大峡谷的变干趋势,分析表明其主要缘于高层辐合低层辐散所对应的异常下沉运动 。

基于中国气象局 88 个台站均一化的逐日观测降水资料的研究表明,自 1979 年以来,青藏高原东南部降水在 5 月份呈显著增加趋势,降水频率和强度的增加共同导致了总降水量的增加(13.46%/10 a)。基于 ERA-Interim 再分析资料的水汽收支和环流诊断表明,由于 20 世纪 90 年代末太平洋年代际振荡(Interdecadal Pacific Oscillation,IPO)由正位相转为负位相,每年 5 月亚洲大陆和印度洋间的经向海陆热力梯度自 1979 年以来增加,南亚夏季风爆发提前,来自北印度洋的异常西南风增强了向高原东南部的水汽输送,进而造成近 40 年来高原东南部每年 5 月降水显著增加(图 3)。

图 3 GPCP ( a )和 ERAIM ( b ) 1979 — 2014 年 5 月降水线性趋势

箭头表示 850 hPa 风场线性趋势;打点区域表示降水趋势通过 5 % 显著性水平检验

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