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結(jié)論
青藏高原熱源驅(qū)動(dòng)對(duì)亞洲水塔及其下游區(qū)域云降水特征呈顯著影響。青藏高原是世界上總輻射量最大的地區(qū),是全球超太陽常數(shù)的極值區(qū)域之一。其形成了一個(gè)“嵌入”對(duì)流層中部大氣的巨大熱源,可以伸展到自由大氣,這超越了世界上任何超級(jí)城市群落所產(chǎn)生的中空熱島效應(yīng),對(duì)全球與區(qū)域大氣環(huán)流系統(tǒng)變化的動(dòng)力“驅(qū)動(dòng)”產(chǎn)生了難以估量的影響。中國區(qū)域低云量與總云量極值區(qū)均與青藏高原大江大河的源頭(如長(zhǎng)江、瀾滄江、雅魯藏布江等)、中東部湖泊群和冰川集中區(qū)空間分布幾乎吻合,這表明“世界屋脊”頻發(fā)的對(duì)流活動(dòng)是“亞洲水塔”形成的關(guān)鍵因素。研究表明,青藏高原與全國低云量存在一個(gè)明顯沿長(zhǎng)江流域的帶狀高相關(guān)結(jié)構(gòu),這充分表明長(zhǎng)江流域降水與上游高原“亞洲水塔”“熱驅(qū)動(dòng)”以及對(duì)流系統(tǒng)具有重要相關(guān)關(guān)系。青藏高原熱源驅(qū)動(dòng)構(gòu)成的高、低層特殊的渦旋三維結(jié)構(gòu)特征不僅印證了熱驅(qū)動(dòng)對(duì)“亞洲水塔”大氣水分循環(huán)起著核心作用,而且揭示出青藏高原對(duì)下游(如長(zhǎng)江流域等)乃至東亞區(qū)域云降水活動(dòng)起著關(guān)鍵影響作用。
季節(jié)變化過程青藏高原大地形陸—?dú)膺^程特征可作為“放大的海陸溫差”,其與中國梅雨云降水帶時(shí)空變化密切相關(guān)。亞洲夏季風(fēng)是世界上范圍最廣和強(qiáng)度最強(qiáng)的季風(fēng),從冬季到早春季節(jié)轉(zhuǎn)換過程中,由于太陽輻射的影響造成青藏高原大地形感熱的“快速響應(yīng)”及其相對(duì)高值向東北動(dòng)態(tài)移動(dòng),伴隨著盛夏梅雨云降水帶前沿線從東南北移,恰好停滯于中國“三階梯”地形分布山地—平原過渡區(qū),青藏高原陸—?dú)膺^程變化與東部梅雨雨帶與副熱帶高壓同步變化的季節(jié)跳躍演進(jìn)現(xiàn)象。此規(guī)律性現(xiàn)象表明青藏高原大地形熱力結(jié)構(gòu)變化可能扮演著影響夏季風(fēng)云降水過程關(guān)鍵影響角色。由此,提出了春夏過渡期中國西部青藏高原、黃土高原大地形地氣過程作為“放大的海陸溫差”,其變化影響中國梅雨帶云降水帶時(shí)空變化的前兆性強(qiáng)信號(hào)的新認(rèn)識(shí)。
“世界屋脊”“中空熱島”是青藏高原“亞洲水塔”與中低緯乃至南半球能量、水分循環(huán)交換的關(guān)鍵“驅(qū)動(dòng)源”。青藏高原特殊的“熱驅(qū)動(dòng)”為陡峭南坡源自低緯海洋乃至跨半球水汽流強(qiáng)“匯流”提供了動(dòng)力機(jī)制。青藏高原南側(cè)東起菲律賓以東洋面,經(jīng)過我國南海,西至東非索馬里、阿拉伯海、印度洋(“大三角扇形”),在高原熱驅(qū)動(dòng)下青藏高原南坡源自低緯乃至南半球的水汽輸送“匯流”構(gòu)成了“亞洲水塔”的“水汽供應(yīng)源”,這揭示了季風(fēng)過程“亞洲水塔”與中低緯海洋多尺度大氣水分循環(huán)相互作用機(jī)制。
隆起的“世界屋脊”大地形“熱驅(qū)動(dòng)”環(huán)流結(jié)構(gòu)及其云降水特征在全球能量、水分循環(huán)過程扮演著的重要角色。從跨赤道經(jīng)向環(huán)流的視角可發(fā)現(xiàn),夏季南、北半球跨赤道氣流低層強(qiáng)偏南、高層強(qiáng)偏北氣流出現(xiàn)的赤道經(jīng)度恰與東亞地區(qū)和北美區(qū)域兩大地形——青藏高原、落基山對(duì)應(yīng)。青藏高原緯向與經(jīng)向環(huán)流圈結(jié)構(gòu)與區(qū)域-全球大氣環(huán)流相關(guān)機(jī)制,印證了“世界屋脊”隆起大地形的“熱驅(qū)動(dòng)”及其對(duì)流活動(dòng)在全球能量、水分循環(huán)的作用。高原特殊跨半球的緯向和經(jīng)向大氣垂直環(huán)流圖表明青藏高原大氣動(dòng)力過程對(duì)全球尺度大氣環(huán)流變化的貢獻(xiàn)顯著。研究可描述出青藏高原對(duì)流活動(dòng)與全球大氣云降水活動(dòng)亦存在顯著關(guān)聯(lián)性,通過青藏高原低云量與全球低云量的相關(guān)場(chǎng)分析亦可發(fā)現(xiàn)夏季青藏高原低云活動(dòng)與北極、太平洋中部,跨洋至北美洲南部低云量空間分布亦呈顯著相關(guān)。
青藏高原構(gòu)成地球上“世界水塔”行星尺度陸地—海洋—大氣水循環(huán)物理圖像。從全球水循環(huán)的視角,提出的青藏高原作為全球性大氣“水塔”的觀念,認(rèn)為在熱力驅(qū)動(dòng)背景下通過區(qū)域、跨半球能量、水汽輸送建立了青藏高原地區(qū)“亞洲水塔”的“供水”“蓄水”與“排水”的循環(huán)體系,特別是青藏高原地表冰川,積雪和湖泊作為“蓄水池”系統(tǒng),江河源可作為“輸水管道”,將“亞洲水塔”的水向外輸送出去,高層大氣也提供向外輸送的渠道。青藏高原特殊的跨區(qū)域、跨半球大氣水分循環(huán)可構(gòu)建“世界水塔”獨(dú)特的大氣-水文功能體系,其綜合描繪了青藏高原“世界水塔”及其地球上一個(gè)完整的行星尺度陸地—海洋—大氣水循環(huán)物理圖像。(作者:徐祥德,中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;馬耀明,中國科學(xué)院青藏高原研究所;孫嬋,中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;魏鳳英,中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 。《中國科學(xué)院院刊》供稿)