“亞洲水塔”影響效應(yīng)與下游區(qū)域云降水時空分布特征

與上述大地形熱力過程季節(jié)變化密切相關(guān)的亞洲夏季風(fēng)亦是世界上范圍最廣和強度最強的季風(fēng)，其變化可能對全球氣候和氣候系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。青藏高原被稱為“世界屋脊”，占亞洲面積的?1／6。作為占中國國土面積約?1／4?的一個巨大的“高架陸地”“平臺”，青藏高原是世界上總輻射量最高的地區(qū)，高原氣溫較周邊同高度自由大氣高出?4℃—6℃，甚至是?10℃。青藏高原形成了一個“嵌入”對流層中部大氣的巨大熱源，可以伸展到自由大氣。一些文獻(xiàn)曾提出青藏高原作為“熱島”，其熱力強迫影響大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)的觀點。青藏高原是全球超太陽常數(shù)的極值區(qū)域之一。1992?年夏季，在珠穆朗瑪峰地區(qū)記錄到的瞬時總輻射量達(dá)到?1?688?W／m²，超過了太陽常數(shù)的?23％。這遠(yuǎn)大于北半球熱帶和副熱帶沙漠地區(qū)太陽總輻射量極值。巨大的太陽輻射熱量儲存在占中國約?1／4?面積的青藏高原上，成為持續(xù)存在的中空熱島，其超越了世界上任何超級城市群落所產(chǎn)生的效應(yīng)，對全球與區(qū)域大氣環(huán)流系統(tǒng)變化的動力“驅(qū)動”產(chǎn)生了難以估計的效應(yīng)。

夏半年青藏高原上空大氣的物理屬性與赤道低緯地區(qū)有許多相似之處。青藏高原東部夏季旺盛的中尺度對流活動和巨大積雨云向上層大氣持續(xù)輸送著熱量和水汽。青藏高原地區(qū)作為中國區(qū)域積云高頻發(fā)生地（極值區(qū)）之一，第二次青藏高原綜合科學(xué)考察大氣科學(xué)試驗（TIPEX）中對其當(dāng)雄邊界層加強觀測期聲雷達(dá)資料亦發(fā)現(xiàn)窄長的對流熱泡特征。從對流云發(fā)展動力學(xué)視角，在對流邊界層中浮力是驅(qū)動湍流的主要機制，這種湍流不是完全無規(guī)則的，而往往是有組織形成熱泡和卷流之類可識別的結(jié)構(gòu)?。“世界屋脊”高頻對流云發(fā)展的機制與低空氣密度伴隨的湍流驅(qū)動機制亦存在某種聯(lián)系。夏季雅魯藏布江、三江源與高原東南緣區(qū)域是中國區(qū)域低云量的極值區(qū)（圖1a）。通過大渦模擬可揭示出低空氣密度條件有助于強熱力湍流、熱泡強上升氣流，使得積云更易發(fā)展。“世界屋脊”強太陽輻射與空氣密度異常區(qū)亦是夏季旺盛的對流活動向上層大氣持續(xù)地輸送著熱量和水汽，構(gòu)成了影響東亞區(qū)域乃至全球的重要能量與水汽源。

值得探討的是，衛(wèi)星遙感動態(tài)圖像發(fā)現(xiàn)上層對流云團(tuán)往往圍繞青藏高原中心做順時針旋轉(zhuǎn)，顯然 “亞洲水塔”云降水特征與青藏高原區(qū)域此衛(wèi)星遙感動態(tài)圖像反氣旋環(huán)流（高層輻散結(jié)構(gòu)）密切相關(guān)聯(lián)（圖3a）。從視熱源緯向偏差東—西垂直剖面圖（圖?3b）可發(fā)現(xiàn)，夏季青藏高原東—西剖面圖上，高原隨著高度抬升大地形熱源特征不僅未削弱，在某些高度還趨于顯著。尤其令人驚奇的是青藏高原“中空熱島”300—100?hPa?呈類似臺風(fēng)“自激反饋”機制圖像、高層“蘑菇云”“暖區(qū)”結(jié)構(gòu)（視熱源緯向偏差高值區(qū)）顯著區(qū)。青藏高原為全球唯一視熱源“中空熱島”極值區(qū)，這一熱源結(jié)構(gòu)對高層水汽輻散－低層水汽匯合輻合動力機制維持具有關(guān)鍵作用。另外，全球?500?hPa?以上整層水汽含量場亦可描述出青藏高原為全球唯一的“濕島”特征，這反映青藏高原亦是全球?qū)α鲗釉平邓诵膮^(qū)。

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