青藏高原能量、水分循环影响效应
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“亚洲水塔”水循环模型及其区域－全球尺度大气能量、水汽交换
有关文献对北半球夏季青藏高原大地形机械屏障和抬升热源的作用有了更深刻的认识。例如，青藏高原的“感热气泵”效应，不仅对亚洲夏季风的维持有重要作用，也通过激发 Rossby 波列对全球气候产生影响。上述研究结果描述了热源驱动效应为跨半球水汽输送提供了强迫源动力机制。从跨赤道经向环流的视角，研究发现，夏季南、北半球跨赤道气流低层强偏南、高层强偏北气流出现在东亚地区和北美区域两大地形对应的赤道区，这 2 个跨赤道极值区均与亚洲的青藏高原和北美的落基山位置相对应（图 5a 和 b）。但青藏高原高低层反向经向跨赤道气流较落基山显著得多，这印证了地球上大地形隆起状况亦与全球行星尺度垂直环流特征存在某种关联性。
如图 5c 所示，北半球在夏半年时，位于亚洲的青藏高原和位于北美洲的落基山，这两大地形均为北半球最为显著上升支区，青藏高原与落基山东侧均有一显著的东—西纬圈环流；其中，青藏高原东侧环流圈呈显著的跨半球尺度特征，落基山东侧环流尺度相对小得多。另外，计算结果亦可描述高原区域为强上升支，呈南—北经圈环流，青藏高原南侧低层呈跨赤道强偏南气流，高层则呈显著的偏北气流，且该支气流下沉区位于南印度洋（图 5d）。青藏高原形成了显著的南—北跨半球尺度经圈环流，在跨半球尺度能量、水分循环的交换、输送过程中起着关键作用。
Xu 等基于青藏高原在亚洲季风系统大气水分循环过程重要地位，进一步以东亚、全球水循环视角来认识青藏高原跨半球环流结构及其全球尺度海洋与大气水循环结构，描述出青藏高原类似全球“水塔”功能及其海洋—大气—陆地—水文过程特殊的相互作用过程。上述青藏高原“亚洲水塔”关键驱动因素（视热源）及整层水汽通量相关矢“汇流”特征（图4a）、青藏高原大地形南侧低层跨赤道偏南气流（图5a）和跨半球南北向垂直环流（图 5d）可综合描述出在青藏高原地区源自低纬海洋乃至跨半球水汽流低层强“汇流”与高层强“外流”结构特征，构成了一个“亚洲水塔”跨半球水循环“供水”体系，为青藏高原地表数以千计的冰川和星罗棋布的湖泊群的形成，以及著名的江河源提供了丰富的水汽条件，从而造就了这“世界屋脊”的庞大“蓄水池”系统。而青藏高原的“三江源”等江河源亦可作为“输水管道”系统，使高原冰川、湖泊与湿地“蓄水池”系统通过江河“输水管道”联接下游区域、包括南亚、东南亚等广阔的陆地水文系统乃至太平洋、印度洋。
通过青藏高原低云量与全球低云量的相关场分析（图 5e）亦可发现夏季青藏高原低云活动与北极、太平洋中部，跨洋至北美洲南部低云量呈显著相关区空间分布，尤其由图 5c 可发现青藏高原低云活动高相关区延伸跨赤道至南半球的印度尼西亚、澳大利亚与南美洲等。研究描述出青藏高原对流活动与全球大气云降水活动亦存在显著关联性，这进一步揭示出上述青藏高原纬向与经向环流圈结构与区域－全球大气环流相关机制，印证了“世界屋脊”隆起大地形的“热驱动”及其对流活动在全球能量、水分循环中的作用。上述高层“世界屋脊”特殊跨半球的纬向、经向大气垂直环流图亦描述了“亚洲水塔”通过高层将能量、水汽向外部周边及全球区域输送渠道，其反映青藏高原对全球能量、水分循环亦具有强反馈及其重要影响作用，从而支持了“世界水塔”的概念。图 6 综合描述了青藏高原“世界水塔”及其地球上一个完整的行星尺度陆地—海洋—大气水分循环物理图像。青藏高原与全球大气水分循环过程具有重要的互反馈作用。青藏高原作为“世界水塔”，其大气－水文过程对亚洲乃至全球自然和气候环境将会产生深远的影响。
图 5 青藏高原云结构及其跨半球尺度环流区域、全球影响效应
图 5 青藏高原云结构及其跨半球尺度环流区域、全球影响效应
（ a ） 1948 — 2010 年 30 ° E — 30 ° W 平均气压 850 hPa 下不同经度（ 30 ° 间隔）的夏季经向风速；
（ b ） 1948 — 2010 年 30 ° E — 30 ° W 平均气压 200 hPa 下不同经度（ 30 ° 间隔）的夏季经向风速 ;
（ c ） 1948 — 2006 年 6 — 8 月青藏高原平均夏季 27 . 5 ° N — 35 ° N 纬度带纬向风速和垂直速度的高度－经度剖面图（彩色阴影为纬向风速和垂直速度的矢量模）；
（ d ） 80 ° E — 110 ° E 经度带经向风速和垂直速度的高度 - 纬度剖面图（彩色阴影为经向风速和垂直速度的矢量模）；（ e ） 1979 — 2014 年夏季青藏高原站点平均低云量与全球低云量相关系数场