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目录 封面 第40卷 第6期 2021-12-28
综述
青藏高原及周边地区气溶胶、 云和水汽收支研究进展
黄建平, 刘玉芝, 王天河, 阎虹如, 李积明, 何永利
2021, 40(6): 1225-1240.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk012
摘要(19) HTML(9) PDF[49746KB](4)
摘要:
青藏高原作为“亚洲水塔”, 对东亚乃至全球气候有着重要影响。本文介绍了中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”子课题3“气溶胶-云互馈对西风季风水汽输送的影响”研究的主要结果。针对青藏高原为核心的泛第三极地区, 项目研究结果主要包括: (1)沙尘、 污染沙尘、 抬升烟尘和污染性大陆气溶胶/烟尘是泛第三极地区最主要的气溶胶类型, 其中沙尘的排放和输送对青藏高原西部和柴达木盆地大气热力结构的影响非常显著; (2)高原过冷水云的发生频率及其在高原能量收支中的作用比暖水云高, 降水主要是由冰云和混合相云产生的, 尤其是在暖季。虽然高原大气呈现暖湿化趋势, 但水汽收入增多并不能弥补地表水资源由于增温的流失, 高原东部水循环呈减弱趋势, 而西部水循环则相反。(3)黑碳气溶胶使南亚夏季风减弱、 东亚夏季风增强, 高原西部西风增强, 东部西风减弱; 净效应是使高原变得更暖更湿。使高原东侧输出水汽减少, 南侧输入减少, 西侧输入增加, 北侧输入减少。另外, 高原上空受沙尘污染影响的对流云东移, 与局地对流云团合并, 可导致长江流域和华北地区降水增加。总体来说, 气溶胶可直接影响辐射, 或间接通过作为云的凝结核, 或者影响云生成所需的热力结构来改变高原云的宏、 微观特性, 以此进一步影响到高原地区的地表能量收支和大气加热率廓线, 并最终影响环流系统和高原的水汽收支。上述结果作为中国科学院A类战略性先导科技专项的部分研究内容, 可揭示影响青藏高原及周边地区水分循环的物理机制, 加深理解气溶胶-云相互作用对高原水循环过程的影响机理, 为提高空中水资源开发利用效率提供重要的科学依据和理论指导。
青藏高原多圈层地气相互作用过程研究进展和回顾
马耀明, 胡泽勇, 王宾宾, 马伟强, 陈学龙, 韩存博, 李茂善, 仲雷, 谷良雷, 孙方林, 赖悦, 刘莲, 谢志鹏, 韩熠哲, 袁令, 姚楠, 石兴东
2021, 40(6): 1241-1262.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk006
摘要(12) HTML(5) PDF[34424KB](8)
摘要:
青藏高原高大的地形条件, 使得其具有十分显著的动力作用和热力作用, 这导致高原地表与大气之间的相互作用和大气边界层发展过程对高原及周边地区的天气过程和气候变化的影响至关重要。自20世纪60年代, 特别是1979年以来, 人们先后开展了“第一次青藏高原气象科学试验(QXPMEX)”、 “第二次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅱ)”、 “全球能量水循环亚洲季风青藏高原试验研究(GAME/Tibet)”、 “全球协调加强观测计划亚澳季风之青藏高原试验(CAMP/Tibet)”、 “青藏高原观测研究平台”(TORP)及“第三次青藏高原大气科学试验(TIPEX-Ⅲ)”等观测研究项目, 地气相互作用过程以及大气边界层过程的观测分析、 数值模拟及卫星遥感应用研究都是其中最重要的研究内容。本文以地气相互作用研究为主线, 回顾了40年来历次重大青藏高原大气科学试验, 系统归纳总结了陆面过程和大气边界层过程观测试验, 分别从地气相互作用过程观测研究、 大气边界层过程观测研究、 地面和大气热源观测与估算研究、 地表蒸散发遥感估算研究以及地气相互作用过程数值模拟研究等方向, 对相关研究成果进行了简要的归纳梳理, 并且针对野外观测、 资料分析以及模式发展方面存在的不足进行了讨论, 同时对青藏高原地气相互作用研究在这几个方面未来的发展进行了展望。
青藏高原陆气相互作用对东亚区域气候影响的研究进展
赖欣, 范广洲, 华维, 丁旭
2021, 40(6): 1263-1277.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk018
摘要(24) HTML(4) PDF[13248KB](7)
摘要:
青藏高原陆气相互作用对东亚区域天气气候有重要影响, 其中高原植被及热力作用的气候效应是高原陆气相互作用的两个重要内容。本文总结了高原植被和陆-气水热交换的变化特征, 高原植被及热力作用对高原季风、 东亚季风和东亚区域气候影响的研究成果。结果表明: (1)高原归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、 植被覆盖度和植被净初级生产力(Net Primary Production, NPP)呈从东南向西北减少的趋势。近几十年, 高原NDVI、 植被覆盖度和NPP总体上呈上升趋势, 西藏东南部年平均和生长季平均叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)均呈增加趋势。(2)高原感热在20世纪80年代以后呈显著减弱趋势, 夏季高原大部分地区地表潜热通量呈增加趋势。(3)高原植被与高原地表热源之间呈显著正相关关系。当高原植被退化成荒漠, 会减少地表吸收的净辐射, 减弱地表热源, 导致南亚高压位置偏西, 西太平洋副高减弱, 中国南方和东北地区降水增加, 北方地区降水减少。(4)当高原大气热源偏强(弱)时, 高原夏季风偏强(弱)。高原大气热源与东亚夏季风的建立和维持密切相关。4 -5月中旬高原加热效应使大气柱增温, 有利于四周大气向高原汇合及热带暖湿气流北上, 导致南海夏季风爆发。高原加热作用也有利于南海夏季风的维持。近几十年高原春季感热减弱, 造成我国东部降水北方异常偏少、 南方异常偏多。高原上空各层年平均大气温度与高原夏季风显著相关。在年际、 年代际尺度上, 当高原对流层低层至中上部升温而对流层上部降温时, 我国江南和华南夏季降水显著偏多, 东北降水显著偏少。
陆-气相互作用对大气对流活动影响研究进展和展望
刘维成, 张强, 刘新伟
2021, 40(6): 1278-1293.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk0019
摘要(14) HTML(6) PDF[10786KB](6)
摘要:
陆-气相互作用会影响对流系统的初生和发展, 进而影响降水的产生和分布, 理解和明晰该影响机制和规律, 对改进对流活动预报技术至关重要。系统总结了陆-气相互作用对对流系统形成、 发展及其降水的影响机制, 归纳了陆-气相互作用影响符号和强度的发生规律, 进而剖析了陆-气相互作用对大气对流活动影响的复杂性和不确定性, 最后提出了亟待解决的关键科学问题。未来需要针对陆-气相互作用的全部组成过程对大气对流活动的影响机制、 响应敏感区和不同天气系统强迫下陆-气相互作用影响机制、 影响机制的科学评估及验证、 陆面过程和边界层过程在地球模拟系统的准确表达、 陆-气相互作用与对流活动的互馈机制等开展深入研究, 深刻揭示陆-气相互作用对大气对流活动的影响规律和机理机制, 以期为改进和提高对流活动的预报能力提供理论支撑。
青藏高原季风演变及其气候效应综述
樊威伟, 胡泽勇, 荀学义, 杨耀先, 于海鹏, 付春伟, 吴笛
2021, 40(6): 1294-1303.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2020.zk013
摘要(13) HTML(7) PDF[19534KB](7)
摘要:
青藏高原季风是在高原热力作用影响下形成的冬夏相反的盛行风系, 是青藏高原气候的主宰者, 对高原能量与水分循环和转换起着至关重要的作用, 并深刻影响着高原及亚洲气候与环境的形成和演变。对高原季风及其气候环境效应的研究不仅是深入理解高原环境和气候变化、 水分和能量循环的需要, 同时也符合国家生态文明建设与社会经济发展的要求。本文从高原季风的多尺度变率、 影响高原季风的动力和热力因子及其气候与环境效应角度回顾评估了高原季风的研究进展, 并梳理出未来亟待解决的科学问题。已有的研究表明, 高原季风的形成是青藏高原隆升到抬升凝结高度的必然结果, 同时也是第四纪开始的重要标志。青藏高原季风多尺度变率受高原局地热力作用以及高原外太平洋海温、 北极涛动和中高纬遥相关波列调控。青藏高原气候效应主要体现在对高原及其周边地区气候格局及其变化的影响。最后, 讨论和展望了高原季风研究的问题和方向: 青藏高原复杂下垫面陆面过程对高原季风的影响研究有待加强, 全球变化背景下高原季风对高原增暖的响应及其成因还需要更加深入分析。
南亚高压演变过程及其变异机制研究进展
岑思弦, 陈文, 胡鹏, 薛旭
2021, 40(6): 1304-1317.   doi: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.zk014
摘要(4) HTML(2) PDF[4168KB](6)
摘要:
南亚高压作为亚洲季风系统的重要成员之一, 一直以来受到众多学者的研究关注。南亚高压演变过程主要包括了春季建立、 夏季维持以及秋季撤退, 其演变过程各个阶段的异常对天气气候的影响存在显著差异, 并且南亚高压不同阶段异常的机制也明显不同。以往南亚高压演变过程的研究主要集中在春季建立和夏季维持, 本文首先回顾了春季南亚高压建立过程及其与亚洲夏季风爆发之间的关系, 包括南亚高压建立机制的研究进展。其次, 回顾了夏季南亚高压变化对天气气候影响的研究进展, 特别关注了南亚高压强度变化以及纬向和经向移动; 同时也综述了夏季南亚高压变化可能机制的研究进展。最后提出了一些关于该领域未来需要进一步研究的科学问题。
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