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影响“亚洲水塔”的水汽输送年际和年代际变化
青藏高原东部降水的年际变化主要呈现为南北偶极子型,在高原降水偏多的年份,西边界和南边界的水汽输送均有增加,南亚季风偏强,主要体现为孟加拉湾和印度北部的反气旋异常和印度南部的气旋异常。虽然气候态下通过南边界的水汽输送对青藏高原夏季降水的贡献最大,但在年际尺度上,西边界水汽输送的变化更为显著。因此,比较来自不同边界的水汽输送的影响,需要关注大尺度环流背景。
西边界水汽输送对青藏高原东部降水年际变率的影响是通过夏季北大西洋涛动(NAO)和中纬度波列实现的。具体来说,NAO 正位相时,500 hPa 上高原近地面有反气旋异常,减弱了高原西部的水汽输入;欧洲西北部上空 200 hPa 有高压异常,作为波源向下游的高原输送波列,在高原东南部上空激发异常气旋,减弱高原南部上空的垂直运动和降水;此外,NAO 正位相年高原上空急流北移,使得输送到高原的水汽减少,高原降水减少。印度半岛中部和西北部的降水和高原东南部降水呈反相变化,赤道印度洋东南部海温异常是这一偶极子变化型的驱动因子。该区域海温异常令局地对流加强,通过加强局地 Hadley 环流抑制了印度半岛中部和西北部以及孟加拉湾北部降水。降水负异常进一步激发局地异常反气旋,向高原东南部输送更多的水汽,最终造成异常降水。
基于水汽示踪物的大气环流模式模拟结果表明,青藏高原南部夏季降水的年际异常主要源于来自赤道印度洋的水汽输送的变化。具体到高原东南部的雅鲁藏布江流域,在年际尺度上,印度夏季风活动异常通过印度季风区北部的异常气旋或反气旋式环流来影响水汽输送。基于多套再分析资料的诊断表明,纬向和经向辐合对流域总水汽辐合的异常分别贡献了 16.5% 和 83.5%。
在年代际尺度上,青藏高原上空可降水量的变化和大西洋西北部异常海温所激发的中纬度大气异常波列有关。基于再分析数据,研究发现 1979—2014 年,以 1994 年为界,前期青藏高原上空可降水量偏少,而后期可降水量偏多。分析表明,当大西洋西北部海温异常偏低时,将在贝加尔湖上空激发异常气旋。该异常气旋西南侧的偏东气流使通过东边界流出高原的水汽增加,并最终导致青藏高原上空可降水量偏少。