1 引 言
地球气候系统的变化以太阳辐射为主要驱动力， 因此其日变化是最基本的演变模态。由于复杂的地形和海陆分布影响， 各地区的日变化存在显著差异， 其中对流日变化揭示了天气和气候系统的重要特征。Yang and Slingo（2001）使用欧盟CLAUS的亮度温度TBB资料研究了热带地区对流日变化的活动特征， 结果表明， 海洋上的深对流强度在凌晨趋于最强， 而大陆上的深对流强度一般在傍晚达到最强。Nesbitt and Zipser（2003）基于TRMM资料指出陆地和海洋上的对流日变化存在明显的差异， 在海洋上空， 对流活动的日变化振幅较小， 而陆地上对流活动的日变化振幅较大， 对流活动强度更强。近年来， 国内也有很多学者对降水日变化特征作了系统性研究， Yu et al（2007a）研究发现， 中国夏季降水强度具有明显的日变化特征及区域特征； 此后研究指出我国中东部地区（105°E -120°E， 26°N -36°N）降水持续时间与降水强度的日变化特征之间存在相关联系（Yu et al， 2007b）。沈沛丰和张耀存（2011）通过对比模拟结果和NCEP/NCAR再分析资料， 指出RegCM3模式对四川盆地夏季降水的日变化规律及空间分布的模拟结果较好， 该地区夏季“夜雨”现象的形成与其地形分布之间存在密切联系。毛江玉和吴国雄（2012）利用1998 -2008年间热带测雨卫星TRMM 3B42的降水率资料揭示了亚洲季风区夏季降水日变化位相和振幅存在着显著的地域性差异。原韦华等（2014）基于中国285个观测站1961 -2006年的逐时降水数据， 分析了中国东部不同地区夏季平均降水强度日变化随降水持续时间的变化特征。张宏芳等（2020）发现了暖季秦岭南北降水日变化的显著差异。李强等（2020）通过研究四川盆地降水量日变化特征发现盆地短时强降水的不对称性。
青藏高原平均海拔超过4000 m， 其特殊的地形地貌和地理位置所产生的动力和热力作用下， 对流活动非常活跃。近年来高原整体年总降水量呈增加趋势（许建伟等， 2020）。Flohm（1968）的研究表明青藏高原夏季局地对流性天气系统相当活跃， 每10万平方千米就有20~50个强烈发展的积雨云； 叶笃正和高由禧（1979）发现青藏高原四个季节的对流活动都非常明显， 其中夏季的对流活动（包括云、 雷暴、 冰雹等）尤为明显， 并且具有显著的日变化特征； Yanai and Li（1994）的研究表明， 青藏高原上空的云量在凌晨到中午最少， 傍晚到夜间最多， 且高原表面附近的气象要素呈现出明显的日变化特征。陈隆勋和宋玉宽（1999）基于日本静止气象卫星GMS观测的云顶黑体亮温（TBB）资料指出青藏高原对流云具有明显的日变化， 季风爆发后， 青藏高原上的对流云顶在05:00（世界时， 下同）最低， 15:00最高， 且青藏高原东部的对流云顶比西部高。朱国富和陈受钧（1999）的研究表明青藏高原及其邻域的对流活动有明显的日变化， 且日变化幅度在高原上更显著。青藏高原对流系统一般在午后发展， 且持续时间较长（Zheng et al， 2008）。此外， 第3次青藏高原大气科学试验分析结果显示高原上的水汽、 云和降水均有明显的日变化特征（刘黎平等， 2015； 赵平和袁溢， 2017）。
由于青藏高原地形复杂、 气候环境非常差， 气象观测站点分布不均匀， 且受到局地环境的影响， 站点数据本身存在较大局限性（傅抱璞， 1992； Roe， 2005）。因此， 随着卫星观测资料的广泛应用， 青藏高原地区的气象资料得到有效的弥补。其中， 射出长波辐射（Outgoing Longwave Radiation， OLR）是下垫面和云顶温度的函数， 已经被广泛应用于天气和气候研究的不同领域， 在热带和低纬度地区， 常作为反映对流活动强弱及降水情况的重要指标。蒋尚城和温士顿（1989）利用9年NOAA卫星所观测的OLR资料估算了长江流域的夏季雨量并分析低纬度地区旱涝年的OLR特征。 康善福和吴俊明（1990）分析了高原地区OLR特征， 指出高原雨季OLR明显偏低。Prasad and Bansod（2000）分析了热带亚洲上空的射出长波辐射（OLR）与印度夏季季风降水的关系。柳苗和李栋梁（2007）指出在高原雨季OLR的大小与降水之间呈现出负相关关系。李博等（2018）基于红外窗区亮温（TBB）资料分析了2010 -2014年夏季对流变化的特征。本文拟使用高时空分辨率的印度静止卫星OLR资料， 除研究了青藏高原夏季对流的日变化特征外， 还分析了南亚地区（包括印度半岛、 孟加拉湾、 中南半岛）夏季对流活动的日变化与青藏高原夏季对流日变化的差异。
2 资料选取
（1） 印度热带气象研究所（Indian Institute of Tropical Meteorology， IITM）官网上的静止气象卫星Kalpana-1的OLR资料， 时间范围为2004 -2017年、 分辨率为3 h， 空间范围是（25°E -125°E、 40°S -40°N）、 分辨率为0.25°×0.25°。与采样频率较低的NOAA极轨卫星相比， 静止卫星Kalpana-1采集的数据质量更好， 特别是在温暖、 潮湿的海洋、 半海洋或干旱地区（Singh et al， 2007； Mahakur et al， 2013）。
（2） ERA-Interim再分析资料， 时间范围为1981 -2010年， 空间分辨率为0.5°×0.5°。
（3） 降水月平均资料来源于国家气象信息中心， 时间范围为1981 -2010年， 空间分辨率为0.5°×0.5°。
文中涉及的地图是基于全国地理信息资源目录服务系统提供的1∶100万全国基础地理数据库， 审图号为GS（2016）2556号， 底图无修改。
3 青藏高原和南亚地区夏季对流变化的气候特征
3.1 夏季（6 -9月）对流活动的变化特征
图1为青藏高原和南亚地区2004 -2017年夏季（6 -9月）OLR的月平均， 图中高原区域黑色实线为2500 m地形高度等值线（下同）。参考Srinivasan and Smith（1996）的研究结果， 以OLR≤210 W·m-2为阈值， 分析青藏高原和南亚地区夏季的对流强度的变化特征， 总体上看， OLR低值区（小于210 W·m-2）主要分布在青藏高原南部、 印度半岛东北部和孟加拉湾到中南半岛地区。6月［图1（a）］， 青藏高原东南部地区开始出现小范围OLR低值区； 孟加拉湾到中南半岛地区有大范围的强对流区， 中心位置在孟加拉湾东海岸， 强度低于190 W·m-2； 青藏高原其他地区和印度半岛地区没有明显的对流活动。7月［图1（b）］是青藏高原和南亚地区夏季对流活动范围最大和强度最强的月份， 青藏高原东南部地区的OLR低值区开始向西扩展并加强， 在青藏高原的中南部和东南部出现两个OLR低值中心， 强度均低于200 W·m-2； 印度半岛东北部地区迅速出现强对流区， OLR低值中心强度低于200 W·m-2； 整个孟加拉湾到中南半岛地区的OLR值都低于210 W·m-2， 孟加拉湾东海岸的强对流中心的范围进一步扩大， 中南半岛上也出现两个小范围的强度低于190 W·m-2的强对流中心。与7月相比， 8月［图1（c）］青藏高原和南亚对流区的强度和范围都有所减弱， 青藏高原仅中南部有低于200 W·m-2的强对流中心； 印度半岛东北部地区仅有低于210 W·m-2的对流活动区； 孟加拉湾到中南半岛地区的强对流活动范围明显减小。9月［图1（d）］青藏高原地区和印度半岛地区的OLR值低于210 W·m-2的对流区消失； 孟加拉湾到中南半岛地区的对流活动的范围仅出现在南部的小范围地区。就青藏高原地区而言， 此结果与叶笃正和高由禧（1979）基于常规站点数据分析的夏季对流活动（包括云、 雷暴、 冰雹等）特征相吻合； 与李博等（2018）基于红外窗区亮温（TBB）资料分析的2010 -2014年夏季月平均对流特征也基本一致。
3.2 盛夏（7 -8月）对流活动的日变化特征
由上可知， 盛夏7 -8月青藏高原和南亚地区的对流活动强度最强、 范围最大。因此， 这一部分以7 -8月每日8个时次的OLR资料分析对流活动的日变化特征。图2为青藏高原和南亚地区2004 -2017年7 -8月每日8个时次月平均的OLR。从图2中可以看到， 青藏高原地区在03:00 -06:00（拉萨附近当地时间09:00 -12:00）还没有OLR低于210 W·m-2的对流活动区， 对流活动强度相对较弱。09:00（当地时间15:00）开始， 青藏高原南部地区的对流活动迅速加强， 中南部和东南部地区分别出现OLR低值中心， 其中中南部地区的对流活动强度较强， 出现两个小范围的强度低于190 W·m-2的强对流中心。12:00 -15:00（当地时间18:00 -21:00）是青藏高原南部地区的对流活动强度最强的时段， 其中中南部地区有大范围的OLR低于180 W·m-2的强对流区， 与中南部地区相比， 东南部地区对流活动的范围较小、 强度较弱， 中心强度低于190 W·m-2。从18:00（当地时间00:00）开始， 青藏高原南部对流区的强度和范围都有所减弱， 但对流活动可以一直维持到次日， 直到21:00（当地时间次日03:00）青藏高原南部地区仍有大范围的强度低于210 W·m-2的对流活动出现。
从图2中还可以看出， 印度半岛地区在03:00 -06:00与青藏高原地区一样， OLR均高于210 W·m-2， 对流活动相对较弱。09:00开始， 印度半岛东北部地区迅速出现强对流区， OLR低值中心强度低于190 W·m-2。12:00印度半岛地区的对流活动强度达到最强， 印度半岛东北部地区有大范围的强度低于180 W·m-2的强对流中心。从15:00开始， 印度半岛地区对流活动的强度和范围都有所减弱， 但对流活动可以一直维持到次日， 直到24:00印度半岛东北部地区仍然维持小范围的OLR低于210 W·m-2的对流活动。
与青藏高原和印度半岛不同， 中南半岛在03:00 -06:00［图2（a）， （b）］就有小范围的OLR低于210 W·m-2的较强对流活动区， 但大部分地区的的OLR高于210 W·m-2， 对流相对较弱。09:00 -21:00［图2（c）~（g）］， 整个中南半岛地区的OLR值都低于210 W·m-2， 期间， 在09:00［图2（c）］， 中南半岛地区出现3个小范围的强对流区， 中心位置在中南半岛南部地区， 强度低于180 W·m-2； 在12:00［图2（d）］， 中南半岛南部地区的强对流中心的范围最大， 有大范围的强对流活动出现； 15:00 -21:00［图2（e）， （g）］， 中南半岛南部地区强对流中心的范围逐渐缩小。24:00［图2（h）］开始， 中南半岛对流区的强度和范围都有所减弱。
与上面三个陆地区域不同， 海洋上的孟加拉湾地区在03:00 -06:00［图2（a）， （b）］有大范围的强对流区， 中心位置在孟加拉湾东海岸附近， 强度低于190 W·m-2。09:00［图2（c）］， 整个孟加拉湾地区的OLR值都低于210 W·m-2， 对流活动强度也进一步增强， 孟加拉湾东海岸附近的强对流中心强度第一次低于180 W·m-2。12:00 -15:00［图2（d）， （e）］， 孟加拉湾对流活动区的强度和范围都有所减弱。18:00［图2（f）］开始， 孟加拉湾对流活动区的范围再次扩大， 在孟加拉湾东海岸附近第二次出现OLR低于180 W·m-2的强对流中心。在24:00［图2（h）］， 孟加拉湾对流活动区的范围有所减弱， 但孟加拉湾东海岸附近的强对流中心强度仍维持在较高水平。从这个结果可以看到， 孟加拉湾地区OLR日变化呈现出双周期变化特征。
就青藏高原地区而言， 这部分结果与叶笃正和高由禧（1979）基于站点观测数据分析的夏季对流活动（包括云、 雷暴、 冰雹等）日变化特征相吻合； 也与毛江玉和吴国雄（2012）基于TRMM卫星降水率资料揭示的亚洲季风区夏季降水日变化基本一致， 但发现孟加拉湾地区对流日变化的双周期特征。
为了更细致对比分析青藏高原及南亚对流区7 -8月的对流日变化特征， 依照图2的结果， 以青藏高原中南部地区的OLR低值中心（30°N， 88°E）为基点， 分别连接印度半岛东北部地区的OLR低值中心（21°N， 84°E）、 孟加拉湾东海岸附近的OLR低值中心（16°N， 95°E）、 中南半岛南部地区的OLR低值中心（12°N， 106°E）及青藏高原东南部地区的OLR低值中心（29°N， 106°E）， 即图3（a）中的b、 c、 d、 e点， 得到青藏高原和南亚地区2004 -2017年7 -8月平均OLR日变化联系的经（纬）度-时间剖面［图3（b）~（e）］。总体上来看， 青藏高原中南部地区和中南半岛南部地区的OLR 低值中心最低， 最小值低于170 W·m-2， 出现在12:00， 对流强度最强； 青藏高原中南部地区的OLR的高值中心最高， 最大值高于240 W·m-2， 出现在03:00， 即青藏高原中南部地区的OLR日较差最大（大于70 W·m-2）， 对流日变化最为显著； 青藏高原南部地区与印度半岛东北部地区和中南半岛南部地区的对流活动主要集中在09:00 -21:00且对流日变化趋势大致相同， 都在09:00左右开始出现OLR低于210 W·m-2的对流区， 在12:00左右对流活动强度达到最强， 随后对流活动强度逐渐减弱， 但对流活动均可持续到24:00左右。而孟加拉湾东海岸附近的对流日变化与青藏高原、 印度半岛、 中南半岛地区不同。
从图3（b）中可以看到， 青藏高原中南部地区OLR低于210 W·m-2的对流区出现的时间稍晚于印度半岛东北部地区， 但青藏高原中南部地区的对流活动强度更强且强对流持续时间更长。对比青藏高原中南部地区和孟加拉湾东海岸附近的对流日变化［图3（c）］可以看到， 孟加拉湾东海岸附近一天当中都有对流活动出现， 在09:00和21:00的2个时次出现强对流中心， 但其对流中心强度比青藏高原中南部地区弱。对比青藏高原中南部地区和中南半岛南部地区的对流日变化［图3（d）］可以看到， 中南半岛南部地区OLR低于210 W·m-2的对流区出现的时间稍早于青藏高原南部地区， 且中南半岛南部地区强对流持续时间更长。从青藏高原上东西向的经（纬）度—时次剖面［图3（e）］可以看到， 青藏高原中南部地区OLR低于210 W·m-2的对流区出现的时间稍晚于青藏高原东南部地区， 但青藏高原中南部地区的对流活动强度更强且强对流持续时间更长， 两个地区的强对流中心差值约为15 W·m-2。
3.3 盛夏（7 -8月）对流活动的年际变化特征
由上可知， 青藏高原中南部（29°N -31°N， 84°E -94°E）、 青藏高原东南部（28°N -30°N， 97°E -103°E）地区、 印度半岛东北部（20°N -22°N， 78°E -86°E）地区、 孟加拉湾东海岸（15°N -18°N， 87°E -97°E）附近和中南半岛南部（11°N -14°N， 102°E -109°E）地区分别有非常强的对流中心， 这一部分选取上述对流中心对流活动强度最强时次OLR值低于210 W·m-2格点的平均值分析青藏高原和南亚地区2004 -2017年7 -8月对流活动的年际变化， 图4是标准化处理后的时间序列。从图4中可以看出， 青藏高原和南亚地区的对流活动均有明显的年际变化差异， 其中青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部和中南半岛南部地区的对流活动年际变化趋势大致相同， 孟加拉湾东海岸附近对流活动的年际变化则与上述4个地区近乎相反。其中较为显著的是2006年青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部三个地区的标准化值都大于1个标准差， 对流强度都较常年异常偏弱， 而孟加拉湾东海岸附近的标准化值小于0.5个标准差， 对流活动强度较常年偏强； 与2006年相反， 2007年青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部和中南半岛南部4个地区的对流活动强度都比常年异常偏强， 孟加拉湾东海岸附近的对流活动强度则比常年偏弱。
进一步对青藏高原及南亚对流区2004 -2017年7 -8月对流活动强度最强时次的月平均OLR进行相关性分析。如表1所示， 青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部地区的OLR年际变化呈正相关关系， 其中青藏高原中南部与青藏高原东南部地区通过了90%的信度检验， 青藏高原中南部与印度半岛东北部地区通过了95%的信度检验； 青藏高原中南部地区与孟加拉湾东海岸附近的OLR年际变化趋势呈显著的负相关关系， 且通过了95%的信度检验。同时还可以看到， 中南半岛的对流活动除了与青藏高原东南部对流有显著的正相关之外， 与其西部的孟加拉湾和印度半岛的对流活动几乎不相关， 即中南半岛与孟加拉湾和印度半岛有相对独立的对流系统活动。
表1 青藏高原和南亚地区2004 -2017年7 -8月对流活动强度最强时次月平均OLR年际变化的相关关系Table 1 Correlation of monthly mean OLR interannual variation at the strongest time over the Qinghai-Xizang Plateau and South Asia area from July to August during 2004 -2017 |
| 地区 | 高原 中南部 | 印度 半岛 | 孟加 拉湾 | 中南 半岛 | 高原 东南部 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高原中南部 | 1 | ||||
| 印度半岛 | 0.533* | 1 | |||
| 孟加拉湾 | -0.580* | -0.492** | 1 | ||
| 中南半岛 | 0.417 | -0.099 | 0.025 | 1 | |
| 高原东南部 | 0.480** | 0.473** | -0.307 | 0.473** | 1 |
*表示0.05的显著性水平, **表示0.1的显著性水平 |
4 典型年对流的异常变化
综上可知， 2006年和2007年陆地上的青藏高原等区域与海洋上孟加拉湾几乎是相反的对流变化； 其中特别明显的是2006年青藏高原东南部和印度半岛的OLR正异常超过了了2个标准差， 对流异常弱， 而2007年青藏高原中南部和中南半岛的OLR负异常超过了1.5个标准差， 对流异常强。因此， 这部分选取2006年和2007年夏季作为典型年份， 结合ERA高分辨的垂直速度资料和我国的降水观测资料， 分析青藏高原和南亚地区两年7 -8月相对于2004 -2017年同期平均值的异常对流日变化特征及其与降水异常的关系。
4.1 青藏高原和南亚地区典型年7 -8月OLR的异常变化
从青藏高原和南亚地区两年7 -8月平均的OLR距平可以看到， 2006年［图5（a）］青藏高原西部、 印度半岛东北部和西北部、 孟加拉湾东海岸附近和中南半岛东部地区呈现出显著的OLR负距平， 比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2， 其中印度半岛西北部地区和中南半岛东部地区有小范围低于-15 W·m-2的OLR异常低值中心， 对流异常强； 青藏高原中东部地区、 中国西南地区、 印度半岛东北部地区和孟加拉湾南部地区呈现出显著的OLR正距平， 比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2， 其中青藏高原东部地区和中国西南地区和孟加拉湾南部地区有大范围高于15 W·m-2的OLR异常高值中心， 对流异常弱。
2007年［图5（b）］， 青藏高原中东部地区、 中国西南地区、 印度半岛东北部和孟加拉湾到中南半岛南部小范围地区呈现出显著的OLR负距平， 比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2， 其中中国西南地区和中南半岛南部地区有小范围低于-15 W·m-2的OLR异常低值中心， 对流异常强； 印度半岛西北部地区和孟加拉湾西海岸附近呈现出显著的OLR正距平， 比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2。
4.2 青藏高原和南亚地区2006年7 -8月OLR的异常日变化
进一步分析青藏高原和南亚地区2006年7 -8月每日8个时次的OLR距平分布（图6）可以看到， 青藏高原西部地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2以上， 其中09:00 -18:00青藏高原西部地区出现明显的OLR异常低值中心， 强度低于-15 W·m-2， 对流异常强； 青藏高原中东部地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2以上， 其中18:00青藏高原中东部地区OLR异常高值区的范围最大且强度最强， 出现两个OLR异常高值中心， 强度均高于25 W·m-2。中国西南地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2以上， 其中18:00 -21:00四川盆地上出现强度高于25 W·m-2的OLR异常高值中心。印度半岛西北部地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低约5 W·m-2； 印度半岛东北部地区到青藏高原南缘则都是正距平， 从09:00［图6（c）］开始呈现出显著的OLR正距平， 到18:00［图6（f）］， 该地区的OLR异常高值区强度最强， 出现小范围高于25 W·m-2的OLR异常高值中心， 21:00［图6（g）］开始， 该地区异常OLR高值区的强度和范围都有所减弱； 印度半岛中部（15°N -20°N）有明显的不同变化， 03:00-06:00［图6（a）~（b）］是弱的负距平， 09:00 -12:00［图6（c）~（d）］偏东地区转为正距平， 15:00［图6（e）］几乎都转为正距平， 到18:00［图6（f）］， 中部偏南地区都转为强度最强OLR异常低值区， 东西两端都出现小范围强度低于25 W·m-2的异常低值中心。
从图6中还可以看出， 孟加拉湾南部大部分地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2以上， 其中在18:00孟加拉湾南部地区出现两个明显的OLR异常高值中心， 强度都高于25 W·m-2； 孟加拉湾东海岸附近各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2以上， 少数地区有低于-15 W·m-2的OLR异常低值中心。中南半岛东岸附近各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2以上， 其中18:00中南半岛东岸附近出现明显的OLR异常低值中心， 强度低于-25 W·m-2。
4.3 青藏高原和南亚地区2007年7 -8月OLR的异常日变化
细致分析青藏高原和南亚地区2007年7 -8月每日8个时次OLR的距平分布（图7）可以看到， 青藏高原西部地区没有明显的OLR异常变化； 青藏高原中东部和中国西南地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2以上， 其中在12:00青藏高原中东部地区OLR异常低值区的范围最大且强度最强， 异常低值中心强度低于-15 W·m-2， 中国西南地区在06:00 -18:00一直维持着大范围低于-15 W·m-2的异常强对流中心。印度半岛西北部地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2以上， 其中在18:00［图7（f）］印度半岛西北部地区OLR异常高值区的范围最大且强度最强， 出现小范围强度高于25 W·m-2的OLR异常高值中心； 印度半岛东北部到孟加拉湾西北地区各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏低5 W·m-2以上， 少数地区有低于-15 W·m-2的OLR异常低值中心。孟加拉湾西南部各个时次的OLR都比同期气候平均值普遍偏高5 W·m-2以上， 其中在12:00 -15:00［图7（d）~（e）］孟加拉湾西海岸附近出现强度高于15 W·m-2的OLR异常高值中心， 孟加拉湾东岸没有明显的异常变化。中南半岛北部几乎都是OLR的正异常， 南部相反是OLR比同期气候平均值低负异常， 其中在12:00 -21:00［图7（d）~（g）］中南半岛南部地区的OLR异常低值中心强度最强， 低于-25 W·m-2。
综合2006年和2007年OLR日变化异常的结果可以看到， 2006年7 -8月青藏高原及南亚对流区的OLR日变化与常年平均明显不同， 其中青藏高原地区的对流中心明显西移， 高原西部地区的对流活动强度比常年偏强， 高原中东部到中国西南地区、 印度半岛东北部地区的对流活动强度比常年偏弱； 孟加拉湾东海岸和中南半岛东部的对流活动强度比常年偏强。与2006年不同， 2007年7 -8月， 青藏高原中南部到中国西南部、 印度半岛东北部地区的对流明显偏强； 孟加拉湾东岸对流没有明显的异常变化， 中南半岛则是南部地区的强对流活动更明显。
4.4 青藏高原和中国西南地区对流活动变化与垂直速度及降水异常的联系
由上可知， 2006年青藏高原西部地区的对流活动强度较常年偏强， 青藏高原中东部地区和中国西南地区的对流活动强度较常年显著偏弱； 2007年则是青藏高原西部地区的对流活动强度较常年偏弱， 青藏高原中东部地区和中国西南地区的对流活动强度较常年显著偏弱。这一小节利用ERA高分辨率的垂直速度和和中国降水观测资料， 分别计算了青藏高原和中国西南地区2006年和2007年7 -8月平均垂直速度和降水相较于气候态平均值（1981 -2010年）的异常分布（图8和图9）， 进一步分析2006年和2007年7 -8月对流活动异常特征， 并间接说明所使用的高分辨率OLR资料分析高原地区对流活动变化的可靠性。2006年7 -8月［图8（a）］， 青藏高原西部地区（82°E -87°E）呈现出显著的垂直速度负距平， 有异常的上升运动， 同时降水量表现出明显的正距平［图9（a）］， 比同期气候平均值普遍偏多10 mm以上， 部分地区的降水量比常年偏多30 mm以上； 青藏高原中东部地区及中国西南地区呈现出显著的大范围垂直速度正距平， 有非常强的异常下沉运动， 同时降水量也表现为大范围的显著负距平， 其中青藏高原东南部和西南地区降水量比常年偏少100 mm以上， 这与李永华等（2009）关于2006年夏秋， 西南地区异常干旱的研究结果相一致。
图8 2006年和2007年7 -8月28°N -31°N之间垂直速度距平（相对于1981 -2010年同期气候平均值, 单位: ×10-3 Pa·s-1）的经度-高度剖面灰色阴影为高原地形 Fig.8 Longitude-height section of the vertical velocity anomaly between 28°N -31°N (relative to the corresponding climatic average from 1981 to 2010, unit: ×10-3 Pa·s-1) from July to August in 2006 and 2007.The gray shadow represents the plateau terrain |
2007年7 -8月， 青藏高原西侧80°E 附近［图8（b）］， 呈现弱的垂直速度正距平， 有异常下沉运动， 同时降水量表现出弱的负距平［图9（b）］， 比同期气候平均值普遍偏少约10 mm； 青藏高原中部（85°E -92°E）、 中国西南地区（100°E以东）呈现出显著的垂直速度负距平， 有异常的上升运动， 同时降水量表现出显著的正距平， 比同期气候平均值普遍偏多10 mm以上， 其中青藏高原中部地区的降水量比常年偏多70 mm以上， 云贵高原和四川盆地上有多个小范围多于90 mm的降水量异常高值中心； 同时也可以看到， 高原东部（93°E -97°E）是垂直速度正异常区， 对应的降水异常是弱的负距平。
将青藏高原和西南地区垂直速度和降水异常与OLR异常变化对比可以看到， OLR负（正）距平表示的异常强（弱）对流与异常上升（下沉）运动和异常多（少）的降水三者之间密切相关。因此， 高分辨的OLR可以用来说明青藏高原地区对流活动的变化特征， 以弥补其观测资料的不足。
5 结论
利用印度热带气象研究所（Indian Institute of Tropical Meteorology， IITM）提供的静止气象卫星Kalpana-1的2004 -2017年OLR资料， 分析了青藏高原和南亚地区夏季对流日变化特征， 并结合ERA的垂直速度分析资料及中国降水观测资料对典型年份的对流变化特征进行了对比分析。主要结论如下：
（1） 青藏高原和南亚地区夏季6 -9月都有非常明显的对流活动， 其中最强的对流活动集中于盛夏的7 -8月。6月， 青藏高原东南部地区开始出现小范围的强对流活动（OLR值低于210 W·m-2区域）， 孟加拉湾到中南半岛地区有大范围的强对流区， 青藏高原其他地区及印度半岛没有明显的对流活动； 7 -8月， 青藏高原中部和东南部地区出现大范围的强对流活动区， 印度半岛东北部地区也迅速出现强对流区， 孟加拉湾到中南半岛地区强对流区的范围最大且强度最强， OLR平均最小值低于190 W·m-2。9月青藏高原地区和印度半岛地区的OLR低于210 W·m-2的强对流区消失， 孟加拉湾到中南半岛地区对流活动的范围仅出现在南部的小范围地区。
（2） 青藏高原和南亚地区的对流活动有明显的日变化特征。青藏高原及南亚地区的对流活动主要分布在青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部、 孟加拉湾东海岸附近和中南半岛南部地区。其中青藏高原中南部、 青藏高原东南部、 印度半岛东北部和中南半岛南部地区的对流活动都主要集中在09:00 -24:00且对流日变化趋势大致相同， 都在09:00左右开始出现OLR低于210 W·m-2的强对流区， 在12:00左右对流活动强度达到最强， 随后对流活动强度逐渐减弱， 但对流活动均可持续到次日凌晨。孟加拉湾东海岸一天中各个时次都有明显的对流活动， 对流活动强度在09:00和21:00的2个时次达到最强。对比青藏高原、 南亚和孟加拉湾地区的对流日变化， 青藏高原中南部地区在12:00的OLR低值中心最低， 06:00的高值中心最高， 对流日变化最为显著； 陆地区域对流日变化是一个周期， 孟加拉湾东岸附近的日变化有两个周期。
（3） 对比分析2006年和2007年7 -8月青藏高原地区和中国西南地区的OLR异常变化与垂直速度和降水异常的结果看到， 2006年青藏高原西部地区为OLR异常低值区， 相应的有异常的上升运动， 降水量比常年偏多； 青藏高原中东部地区和中国西南地区为大范围的OLR异常高值区， 伴随异常强下沉运动和降水异常偏少， 与2006年夏秋西南地区异常干旱一致。2007年与2006年相反， 青藏高原西部少数地区为OLR异常高值区， 有异常的下沉运动， 降水量比常年偏少； 青藏高原中东部地区和中国西南地区为OLR异常低值区， 有异常的上升运动， 降水量比常年偏多。从这个结果也可以看到， 高分辨率的OLR负（正）距平表示的异常强（弱）对流与异常上升（下沉）运动及异常多（少）的降水三者之间密切相关， 可以用来研究青藏高原地区对流活动的变化特征， 以弥补其观测资料的不足。