综述

• 青藏高原近60年来气候变化及其环境影响研究进展
• 杨耀先, 胡泽勇, 路富全, 蔡英, 于海鹏, 郭瑞霞, 付春伟, 樊威伟, 吴笛
• 2022 Vol. 41 (1): 1-10.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00117
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• 作为全球能量水分循环的关键区域， 青藏高原（下称高原）气候变化对高原及周边地区气候与环境变化具有重要影响。本文从高原表面增暖、 辐射变化、 降水的多尺度变率、 表面风速及环境变化方面回顾了高原近60年来气候变化及其环境效应与物理机制的研究进展， 并基于再分析和台站观测资料讨论了近10余年来高原表面温度和风速变化的特征及原因。最后， 就高原气候变化研究亟待解决的科学问题进行了梳理与展望。研究表明： （1）相较于北半球增暖， 高原增暖发生时间早， 增温速率大。海拔依赖型增暖和年代际大气增湿导致晴空向下长波辐射的增强是高原表面增暖的主要原因。近10余年来， 高原东部地区表面温度主要以年际变化为主。（2）受持续增暖和年际、年代际尺度的海温与大气环流异常影响， 高原不同季节和区域的降水呈现出多尺度变化特征。（3）在高原与中高纬度地区增暖的经向差异及大尺度环流异常的影响下， 高原表面风速在年代际尺度上变化显著。（4）高原环境变化主要表现为湖泊扩张、 多年冻土退化、 植被返青期总体提前； 受高原降水的年代际变化影响， 自20世纪90年代以来， 高原西部冰川趋于稳定甚至部分恢复， 而东南部地区冰川持续退缩； 夏季风系统的季节和季节内变化对高原植被生长和返青期的时空变化有较好的指示意义。（5）不同季节和区域表面温度和风速变化的机理研究和数值模拟需进一步深化； 提高气候模式对高原温度和降水的模拟性能仍是重要研究内容； 高原高分辨率的区域气候模拟与资料同化的研究亟待加强。

论文

• 青藏高原土壤冻融过程关键参量时空分布特征分析
• 刘闻慧, 文军, 陈金雷, 王作亮, 陆宣承, 武月月, 蒋雨芹
• 2022 Vol. 41 (1): 11-23.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00024
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• 土壤冻融过程是青藏高原陆面过程中最突出的特征之一， 量化表征土壤冻融过程的关键参量变化特征对认识青藏高原气候变化、 生态和水文过程有重要的科学意义。本文利用青藏高原地区ECMWF/ERA5（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts/ERA5）的浅层土壤温度、 体积含水量和气温资料， 通过线性回归、 Mann-Kendall检验法、 滑动t检验和相关分析等方法， 分析了表征青藏高原土壤冻融过程的三个关键参量-冻结开始时间、 融化开始时间和冻结持续时间的时空分布特征， 并探讨了其与气温、 海拔的相关性。结果表明： 青藏高原土壤冻融过程的空间分布特征为由西北到东南存在冻结推迟、 融化提前和冻结持续时间缩短的趋势。1979 -2018年间， 青藏高原整体土壤冻融过程改变显著， 冻结开始时间推迟14.0天， 变率为0.17 d·a^-1； 融化开始时间提前11.0天， 变率为0.07 d·a^-1； 冻结持续时间缩短25.0天， 变率为0.23 d·a^-1。青藏高原土壤冻融过程整体变化趋势一致， 局地变率存在差异。羌塘地区土壤冻结持续时间缩短最为明显， 南北部分别缩短47.2天和32.9天。三个冻融过程关键参量与气温、 海拔相关性显著。气温每上升1.0 ℃， 冻结开始时间推后5.2天， 融化开始时间提早4.5天。在青藏高原高寒气候带， 海拔每升高1000.0 m， 冻结开始时间提早9.1天， 融化开始时间推后4.9天。

• 青藏高原春季土壤湿度异常与我国夏季降水的联系
• 丁旭, 赖欣, 范广洲
• 2022 Vol. 41 (1): 24-34.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00094
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• 利用197 -2014年GLDAS-CLM（Global Land Data Assimilation System-the Community Land Model）地表参量数据集、 中国区域逐日观测资料格点化数据集（CN05.1）和ERA-nterim大气环流再分析数据， 研究青藏高原5月（春季）土壤湿度的异常变化特征与6月高原地表热通量的相关关系以及土壤湿度异常与我国夏季（7月）降水的联系和可能机理。结果表明： （1）1979 -2014年5月青藏高原0~10 cm区域平均土壤湿度异常偏高年有2000， 2001， 2004， 2005， 2006和2013年； 异常偏低年有1994， 1995， 1996， 1998和1999年。高原整体土壤湿度2000年前较2000年后干燥。从空间分布来看， 藏北高原、 三江源地区以及藏南谷地土壤湿度偏高年较偏低年有明显增加， 且结果通过了90%的置信度检验。（2）高原5月土壤湿度的异常变化与中国夏季的降水分布存在明显的相关关系， 当青藏高原土壤较为湿润（干燥）时， 从高纬至低纬地区， 相关区呈现“正负正负”（“负正负正”）带状分布特点。（3）5月高原土壤异常湿润时， 6月高原东部感热通量和西部的潜热通量异常增加， 其共同作用会加强其大气低层辐合环流和大气高层辐散环流， 使整个东亚中高纬地区850 hPa以上受强反气旋环流控制； 高原东北部500 hPa及以上为反气旋环流， 南部和西部为气旋性环流， 环流场配置会使南亚高压加强东移， 加强西太平洋副热带高压。（4）7月西太平洋副热带高压北侧黄淮地区伴有垂直上升运动， 暖湿气流与东北冷涡西侧南下的干冷气流汇合， 高层辐散配合低层辐合有利于黄淮地区降水。西北东部和华北区域由反气旋性环流控制， 伴有较强的下沉运动， 空气干冷， 无充足的水汽输送， 不利降水产生。

• 青藏高原多雪年与少雪年土壤水热特征模拟分析
• 罗江鑫, 吕世华, 马翠丽, 方雪薇
• 2022 Vol. 41 (1): 35-46.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00031
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• 利用耦合了陆面过程模式（CLM4.5）的区域气候模式（RegCM4）分别对青藏高原的一个多雪年和少雪年进行了数值模拟。通过对比模拟雪深与遥感雪深、 土壤温湿度的模拟值与观测值、 多雪年与少雪年的土壤温湿度模拟值， 结果表明， RegCM4-CLM4.5可以有效模拟出高原的多雪年与少雪年特征， 模拟雪深大值中心比遥感雪深高10~20 cm。土壤温度模拟效果要明显优于土壤湿度， 模拟的土壤温度相关系数R为0.95~0.98， 模拟的土壤湿度相关系数R为0.68~0.89。在冻结阶段（10月至次年1月）， 积雪的异常偏多， 可以有效抑制地气间的热交换， 从而使得多雪年土壤温度高于少雪年。在季节性冻土区的消融阶段（2-4月和6月）， 积雪对土壤还具有增湿作用， 多雪年土壤湿度高于少雪年。土壤的冻结也会阻碍积雪融水的下渗， 因此多雪年与少雪年土壤湿度的差异不超过±2%。在多年冻土区， 积雪偏多， 冻结深度加大， 有利于冻土发育； 而在季节性冻土区， 积雪增加则不利于冻土发育。

• 黄河源区干湿演变条件下的水汽输送特征研究
• 刘煜, 刘蓉, 王欣, 王作亮, 王大勇
• 2022 Vol. 41 (1): 47-57.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00057
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• 基于“黄河源区玛曲-若尔盖土壤温湿监测网络”自2008年观测以来至2017年的观测资料， 通过分析多层土壤湿度异常百分比指数SMAPI（Soil Moisture Anomaly Percentage Index）， 捕捉10年来该地区的干湿演变过程， 并利用再分析数据资料NECP FNL （National Centers for Environmental Prediction Final）驱动拉格朗日后向轨迹模式， 模拟不同过程的水汽输送粒子（气块）的后向轨迹， 从而诊断到达该区域的水汽输送路径以及可能的水汽源区。结果表明， 水汽路径可以分为3条： （1）南支输送： 来自印度洋、 阿拉伯海的水汽， 通过印度半岛、 孟加拉湾， 从青藏高原西侧和南侧进入； （2）东支输送： 来自太平洋、 南海等地的水汽从华东/华南地区， 途径长江流域， 从青藏高原东侧或者南侧进入； （3）北支输送： 来自大西洋、 非洲大陆北部和欧洲大陆的水汽， 穿过中纬度亚欧大陆， 从青藏高原西部或者北部进入。在干旱时期以北支为主， 湿润时期以南支、 东支为主。水汽源地在不同时期的表现也各不相同， 其中青藏高原上的水汽源地在湿润时期主要分布在昆仑山脉附近， 演变时期则南北零星分布， 而干旱时期更加偏北集中在天山附近， 伊朗高原、 帕米尔高原及孟加拉湾的水汽源地强度从湿润到干旱时期逐渐增强， 四川盆地-秦岭、 华南的水汽源地强度先增强后减弱， 而祁连山-黄土高原先减弱后增强， 印度半岛、 长江中下游及华东附近的水汽源地强度则是从湿润时期到干旱时期一直减弱。

• 基于拉格朗日方法评估青藏高原若尔盖地区水汽输送特征
• 刘煜, 刘蓉, 王欣, 王作亮
• 2022 Vol. 41 (1): 58-67.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00100
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• 干旱指数一直以来是评估一个地区地表干湿状态的有效标准。为了认识青藏高原若尔盖地区在极端干旱和湿润条件下的水汽空间分布格局， 本文基于地面观测资料计算月尺度的标准化降水蒸散指数， 提取2000 -2017年青藏高原若尔盖地区的极端干旱和湿润状况， 利用拉格朗日后向轨迹模型模拟该地区极端干湿条件下的水汽输送路径， 并评估潜在水汽源地的位置以及对研究区水汽输送的贡献率。结果表明： 湿润时期主要的水汽输送路径是受到西南季风影响的南支输送路径， 该路径起始于阿拉伯海、 孟加拉湾， 从西-南方向进入青藏高原， 再到达若尔盖地区， 而干旱时期的水汽输送路径主要受到西风带的影响， 占主导地位的路径则是起始于北美、 北大西洋的自西向东， 由亚欧大陆到达青藏高原北部。主要的水汽源地出现在青藏高原、 四川盆地、 孟加拉湾、 阿拉伯海等区域， 但受到不同时期的水汽输送路径影响， 各水汽源地在不同时期表现出了不同特征， 湿润时期主要的水汽源地出现在青藏高原南部（贡献率为35.98%）， 而干旱时期主要的水汽源地则出现在青藏高原北部（贡献率为28.35%）， 此外来自阿拉伯海以及孟加拉湾等地的水汽源地在湿润时期贡献率更高， 而研究区域本身以及四川区域的水汽贡献率则在干旱时期更高。分析结果将有助于理解极端干湿状态的形成机制， 进而加深对旱涝灾害机制的理解。

• 三江源地区暴雨的水汽输送源地及路径研究
• 王美月, 王磊, 李谢辉, 王春远, 王翔跃
• 2022 Vol. 41 (1): 68-78.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00097
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• 利用NCAR/NCEP再分析数据， 首先分析了2018年7月22 -23日（简称“0722”）和8月2 -3日（简称“0802”）三江源地区两次暴雨天气过程的天气形势和水汽输送特征， 然后用WRF模型输出数据驱动HYSPLIT模型， 定量分析两次暴雨的水汽输送路径及各路径的水汽贡献率。研究表明： 两次暴雨的主要影响系统均为三江源东部地区形成的低涡和切变线， 低涡系统的演变和进退对暴雨的强度和落区有很大影响； HYSPLIT模型使用WRF模型输出的高分辨率数据作为初始场， 模拟效果良好； 两次暴雨的主要水汽均来源于西南和东南路径。西南路径的水汽来自孟加拉湾， 通过雅鲁藏布江大峡谷水汽输送通道输送至暴雨区。东南路径的水汽来自于东海和南海， 从广东和湖南等地向西北传输至暴雨区； “0722”暴雨中还存在西北路径的水汽输送， 此路径的水汽输送贡献率较小。

• 区域气候模式RegCM砾石参数化方案在青藏高原不同区域土壤水分输送的模拟分析
• 刘宜纲, 吕世华, 马翠丽, 徐悦, 罗江鑫
• 2022 Vol. 41 (1): 79-92.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00086
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• 在耦合CLM4.5的区域气候模式RegCM4.7中分别应用原始土壤水热参数化方案与改进后的砾石参数化方案在青藏高原西部、 中部与东南部区域进行模拟， 并根据砾石分布特征在每个区域选取单点分析了两种方案模拟结果存在差异的原因。在此基础上利用中国陆面融合再分析数据（CRA-40）检验了砾石参数化方案在高原不同区域对于土壤含水量的模拟效果。结果表明： 在应用砾石参数化方案的RegCM4.7模式中： 地表水分输入较其他变量是影响地表土壤水文过程的主要因素； 较低的砾石含量有利于土壤水分向下传输， 较高的砾石含量在高原不同区域对于土壤水分向下传输的影响作用有所不同。砾石参数化方案在高原不同区域对于土壤水分的模拟效果存在差异， 在高原东南部的模拟效果提升最为明显。

• 基于CLM4.5模式的季节冻土区土壤参数化方案的模拟研究
• 付春伟, 胡泽勇, 卢珊, 吴笛, 樊威伟
• 2022 Vol. 41 (1): 93-106.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00050
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• 利用位于季节冻土区的中国科学院那曲高寒气候环境观测研究站那曲/BJ观测点的野外观测数据， 通过CLM4.5的单点模拟实验， 分析评估了Luo土壤热导率参数化方案、 Johansen土壤热导率参数化方案、 C?té土壤热导率参数化方案和虚温参数化方案对土壤温、 湿度的模拟能力， 为将来选取最优的参数及参数化方案来更合理的模拟青藏高原土壤冻融过程为目的的工作提供依据。结果表明： （1）三种土壤热导率参数化方案模拟结果的土壤热传导率有明显差异， 其中C?té方案的土壤热传导率最高， Luo方案的土壤热传导率最低。（2）三种热传导率方案均能合理地模拟出土壤温湿度的日变化趋势， Johansen方案对土壤温度年变化趋势模拟的更好， C?té方案对土壤温度模拟的数值较观测值偏离的更小， Luo方案对土壤湿度的模拟更好。（3）加入虚拟温度方程， 并引入相变效率参数后， 减少了模式对土壤湿度模拟的负偏差， Y-L方案在保持土壤温度较好模拟能力的基础上， 能够进一步的提升土壤湿度的模拟能力。

• 基于CLM4.5的高寒草地辐射收支和水热交换的数值模拟研究
• 吴笛, 胡泽勇, 付春伟, 王树金, 樊威伟
• 2022 Vol. 41 (1): 107-121.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00045
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• 利用那曲高寒气候环境观测研究站本部BJ观测点2014年6 -8月的近地层观测资料， 结合CLM4.5陆面模型， 探究空气动力学粗糙长度、 叶面积指数、 植被覆盖度和热力学粗糙长度参数化方案的改变对陆面能水平衡的模拟结果产生的影响， 并且探讨了粗糙度及植被状态指数影响陆面能水平衡模拟性能的机制。结果表明： （1）CLM4.5默认的热力学粗糙长度方案Z98高估了感热通量， 并且低估了地表温度， Z12方案和B82方案能够很大程度上减小感热模拟的正偏差与地表温度模拟的负偏差。（2）基于不同类型数据计算了两组空气动力学粗糙长度的月均值， 在替换模式中原有值后， 明显减小了地表通量的模拟偏差。（3）叶面积指数的增加（减少）， 使感热减小（增大）， 潜热增大（减小）， 反射辐射和地面长波辐射通量降低（增加）， 并且土壤温湿度也有所下降（上升）。（4）随着植被覆盖度的增加（减少）， 潜热通量降低（升高）， 感热、 反射短波辐射以及地面长波辐射增强（减弱）， 地面土壤温、 湿度有所增加（降低）。本研究为选择最优参数及参数化方案，进而更合理地模拟出整个高原地区的地表能水平衡提供了参考依据。

• 若尔盖高寒湿地夏季近地面水平热平流对地表能量闭合度的影响研究
• 陆宣承, 文军, 杨越, 田辉, 刘闻慧, 武月月, 蒋雨芹
• 2022 Vol. 41 (1): 122-131.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00059
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• 近地面能量不闭合问题一直以来都是陆面过程研究的一个重要的科学问题， 且在非均匀湿地下垫面的近地面尤为突出。利用中国科学院若尔盖高原湿地生态系统研究站花湖观测场的地面风场和温度场数据， 计算了由湿地下垫面热力非均匀性引起的水平热平流， 并分析了考虑水平热平流后地表能量平衡的变化。结果表明： 2017年夏季若尔盖湿地近地面水平热平流的白天均值为22.9 W·m^-2， 最大值可达58.7 W·m^-2。将水平热平流和热储存项引入地表能量平衡方程后， 夏季能量闭合度由41.8%提升至67.9%， 其中水平热平流的贡献为5.8%， 土壤热储存的贡献为20.1%， 空气与植物光合作用热储存的贡献为1.0%。若尔盖湿地近地面水平热平流日变化量级与感热通量相当， 日变化最大值约为湿地土壤热储存的1/3， 对湿地地表能量平衡的影响不容忽视。

• 黄河源高寒草原下垫面土壤冻融过程中陆‐气间的水热交换特征分析
• 武月月, 文军, 王作亮, 贾东于, 刘闻慧, 蒋雨芹, 陆宣承
• 2022 Vol. 41 (1): 132-142.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00014
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• 高寒草原水热交换的季节性特征显著， 土壤冻融过程对地‐气水热交换有着重要的影响。本文利用黄河源区汤岔玛小流域2014年5月至2015年5月陆面过程观测数据， 将土壤冻融过程划分为完全融化（TT）和完全冻结（FF）两种状态与融冻（T‐F）和冻融（F‐T）两个过程， 并分析了期间高寒草原下垫面净辐射、 感热通量、 潜热通量和地表热通量不同状态和过程中的变化， 以此探究土壤冻融过程中地气间的水热交换特征。研究表明： （1）净辐射通量在完全融化阶段的平均值要普遍大于其他三个阶段， 最大值达到了203.7 W·m^-2， 冻融阶段冻土融化， 土壤含水量逐渐增加， 净辐射比完全冻结阶段明显增大， 完全融化阶段净辐射日变化值最大， 达到了717.6 W·m^-2， 完全冻结阶段最小， 冻融阶段次之。（2）感热通量与潜热通量在完全融化和完全冻结阶段的配置不同。完全融化时， 由于降水和土壤含水量等原因， 净辐射主要转换为潜热通量， 潜热通量日变化最大值为193.7 W·m^-2， 而感热通量只有80.0 W·m^-2左右。融冻阶段、 冻融阶段与完全冻结时感热与潜热的日平均相差不大， 潜热在三个阶段平均值为21.9 W·m^-2， 感热为20.3 W·m^-2； 而感热日变化在三个阶段均大于潜热， 土壤发生冻融循环， 地气温差较小， 含水量产生变化， 净辐射在这期间主要转换为感热。（3）土壤热通量在完全融化（冻结）状态下为正（负）， 表明地表从大气吸收（释放）热量， 其日变化幅度大（小）。以上结果说明， 土壤冻融状态与过程对近地面陆‐气间水热交换过程表现出不同的特征。

• 扎陵湖和鄂陵湖夏季典型地表水热交换特征的数值模拟
• 杨显玉, 吕雅琼, 文军, 马耀明, 孟宪红, 黄安宁, 田辉, 张少波, 王禹润, 赵林
• 2022 Vol. 41 (1): 143-152.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00090
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• 选用由美国国家环境预报中心NCEP和美国国家大气研究中心NCAR联合开发的新一代中尺度数值模式WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式， 采用两重网格单向反馈嵌套的方法对扎陵湖和鄂陵湖区域的大气边界层特征进行数值模拟， 并把湖泊水体下垫面替换为草地下垫面以设计另一组去除湖泊的敏感性试验与有湖的模拟结果进行对比。结果发现， WRF模式能较好地模拟出2 m高度温度、 感热和潜热的日变化特征。扎陵湖和鄂陵湖在白天（夜晚）具有很好的降温（保温）作用， 表现出明显的冷（暖）湖效应， 进而在湖-陆间产生温度差。这样的温度差异会影响局地风场， 白天在扎陵湖和鄂陵湖的中心区域分别有强度为1.0 m·s^-1和0.5 m·s^-1的下沉气流。而周围地区的上空出现了强度达到2.5 m·s^-1的上升气流。扎陵湖和鄂陵湖对感热和潜热的影响均有显著的日变化， 扎陵湖和鄂陵湖使得白天湖面感热和潜热值低于周围陆地， 而夜晚两湖对感热和潜热的影响与白天相反。对大气边界层高度而言， 白天由于扎陵湖和鄂陵湖有效降低了湖区上空的大气边界层高度， 而夜晚扎陵湖和鄂陵湖对大气边界层高度的影响不明显。

• 雅鲁藏布大峡谷地区近地面-大气间水热交换特征分析
• 张强, 文军, 武月月, 陈亚玲, 李悦绮, 刘正
• 2022 Vol. 41 (1): 153-166.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00113
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• 利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析数据产品， 归类分析了藏东南雅鲁藏布大峡谷地区水汽输送类别。选取大峡谷地区排龙站、 墨脱站两个站点2019年涡动相关系统观测数据， 分析不同水汽条件下雅鲁藏布大峡谷地区不同位置近地面水热交换通量的日变化特征。结果表明： 高原季风期对应大峡谷地区水汽强输送期和温湿期， 高原非季风期则相反。墨脱站、 排龙站在高原季风期/非季风期典型晴天/阴天近地面潜热通量日变化对大气水汽条件较为敏感且响应一致， 近地面潜热通量在强水汽条件下的日变化均强于弱水汽条件下， 墨脱站特征最为显著， 在高原季风期典型晴天强水汽条件下潜热通量日均值为84.05 W?m^-2是弱水汽条件下的1.13倍， 日变幅达345.37 W?m^-2。两个站点在高原季风期/非季风期近地面感热通量对大气水汽条件响应不同。高原季风期典型晴天下， 两个站点在弱水汽条件下的近地面感热通量日变化均强于强水汽条件下， 海拔较高的排龙站在弱水汽条件下感热通量日均值（32.71 W?m^-2）和日较差（191.10 W?m^-2）是强水汽条件下的1.66倍和1.26倍。云覆盖和水汽对太阳短波辐射的削弱作用大于其自身的温室效应， 墨脱站和排龙站在高原季风期/非季风期典型阴天弱水汽条件下的近地面感热通量日变化均强于强水汽条件下， 排龙站在高原季风期/非季风期典型阴弱水气条件下近地面感热通量日均值为35.12 W?m^-2和14.32 W?m^-2分别是强水汽条件下的2.59倍和1.27倍。大峡谷地区存在水汽输送通道， 大气水汽的辐射强迫对陆-气间水热交换过程存在显著影响， 但近地面能量分配受地表水热属性的制约。

• 江河源区水汽输送与收支的时空演变特征分析
• 陈亚玲, 文军, 刘蓉, 蒋雨芹, 任国强, 李悦绮, 张强, 刘正
• 2022 Vol. 41 (1): 167-176.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00049
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• 江河源区位于青藏高原腹地， 是东亚气候变化的敏感区之一， 研究水汽的分布、 输送及收支对于理解区域降水特征具有重要意义。本研究基于1980 -2019年欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析资料， 结合1981 -2010年国家气象科学数据中心9个探空站资料， 分析了江河源及其毗邻地区水汽分布、 输送及各边界水汽收支的时空演变特征。结果表明： 江河源及其毗邻地区水汽含量的空间分布差异较大， 呈现出东南高、 西北低的特征。不同季节水汽含量分布及量值也不同， 表现为夏季最大， 秋、 春季次之， 冬季最少。源区及雅鲁藏布江流域水汽含量的年循环呈单峰变化， 主要集中在6 -8月， 最大值出现在7月（41.6 mm）， 年际变化呈增加趋势， 增速为0.4 mm·（10a）^-1。江河源区水汽通量主要来自阿拉伯海和孟加拉湾， 其次是中纬度西风以及西北气流的输送， 三种气流在雅鲁藏布大峡谷形成明显的水汽辐合， 不同季节水汽输送强度存在一定差异。在水汽的输入边界中， 西边界输入量最大（815.3×10⁶ kg·s^-1）， 南边界（724.9×10⁶ kg·s^-1）次之， 且两个边界季节变化显著； 北边界（317.9×10⁶ kg·s^-1）输入较少， 而东边界是水汽通量的输出边界， 最大水汽输出在9月（140.5×10⁶ kg·s^-1）。江河源区净水汽输入量大于输出量， 水汽通量呈盈余状态， 这将进一步影响江河源区降水及区域水循环的变化。

• 藏东南峡谷地区不同下垫面地表通量变化特征及其与降水的关系
• 王灵芝, 李茂善, 吕钊, 伏薇, 舒磊, 阴蜀城
• 2022 Vol. 41 (1): 177-189.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00107
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• 利用藏东南峡谷地区排龙站、 丹卡站、 卡布站、 墨脱站四个站点2018年11月至2019年10月的涡动协方差仪观测资料， 分析藏东南峡谷地区不同位置入口、 中段和末端地表通量变化的特征及其与局地降水的关系。研究表明： 地表通量月平均日变化特征为夜间潜热通量大于感热通量， 日间呈单峰变化特征。排龙站和丹卡站感热11月至次年4月较强， 5月至次年10月较弱， 卡布站感热月平均日变化呈波动状， 墨脱站感热与潜热月变化特征相同， 各站潜热呈先增加后减小趋势。土壤热通量季节变化特征明显， 春夏季土壤热通量为正， 秋冬季为负， 且排龙站土壤热通量季节日变化变化最强， 卡布站变化最弱。净辐射季节日变化强度夏季>春季>秋季>冬季， 向下和向上长波辐射卡布站最大， 丹卡站最小， 向下和向上长波辐射夏季最大， 长波辐射日峰值出现时间较短波辐射晚。丹卡站， 排龙站， 墨脱站， 卡布站各站的能量闭合率分别为 70.86%， 68.91%， 69.29%， 67.23%， 且夏季闭合程度高， 冬季闭合程度低。各站降水增多时， 潜热和土壤热通量增大， 感热减小。感热和土壤热通量变化对降水变化的响应较同步， 潜热变化对降水的变化有明显的滞后性。

• 西风南支与高原季风环流场下青藏高原大气边界层结构研究
• 伏薇, 李茂善, 阴蜀城, 吕钊, 王灵芝, 舒磊
• 2022 Vol. 41 (1): 190-203.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00016
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• 利用第二次青藏高原（下称高原）综合科考“地-气相互作用与气候效应”立体综合加强期观测试验2019年5月、 7月和10月珠峰、 林芝、 那曲和狮泉河站点的探空资料及ERA5再分析资料。探讨在西风南支与高原季风不同风场控制下高原大气边界层结构特征及其与感热潜热通量的关系。结果表明： 西风南支风场下各站点大气边界层高度较高原夏季风风场下的大气边界层高度更高。西风南支风场下珠峰、 林芝、 那曲和狮泉河最高对流边界层顶分别为3250， 2250， 2760和3500 m。高原夏季风风场下珠峰、 林芝、 那曲和狮泉河最高对流边界层顶分别为2000， 2100， 1650和2000 m。各站点的近地层比湿特征为： 7月>5月>10月。林芝地区近地层比湿比其他3个站点的比湿大， 林芝近地层比湿最大达到了12.88 g·kg^-1。5月和10月， 珠峰和林芝分别在1200 m和1500 m以上风向以偏西风为主。林芝7月1200 m以上风向以偏南风为主。狮泉河5月和10月风向以偏西西南风为主， 7月风向以偏西西北风为主。珠峰、 林芝和狮泉河5月和10月高空的风速较7月高空风速强的多。西风南支风场下各站点以感热通量为主， 高原夏季风风场下各站点以潜热通量为主。

• 青藏高原东部拉萨河下游地区大气湍流交换特征研究
• 杨斌, 袁祺, 谭昌海, 张功, 郑宁, 谷良雷
• 2022 Vol. 41 (1): 204-215.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00086
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• 地气之间物质和能量随湍流运动进行输送， 涡度相关技术是研究地气交换过程和评估大气资源的重要手段， 它对湍流特征和精确的通量观测研究具有重要的作用。本研究利用拉萨蔡公堂通量站的闭路涡度相关系统， 观测了2020年8 -11月青藏高原东部拉萨河下游地区典型高寒草甸下垫面的通量特征， 并分析了该区域生长季和非生长季不同大气稳定条件下湍流谱特征和相似性规律。结果表明： （1）生长季时期（8 -9月）， 净生态系统CO₂交换（NEE）日均值为-2.3 gC·m^-2·d^-1， 蒸散（ET）日均值为1.8 mm·d^-1， 非生长季时期（10 -11月）， NEE日均值为1.1 gC·m^-2·d^-1， ET日均值为0.3 mm·d^-1； （2）三维（u， v和w）方向的湍流风速和温度的归一化谱具有明显的惯性副区， 谱密度曲线斜率符合-2/3规律， 垂直方向（w）湍流风速分别和温度、 CO₂和H₂O等气体浓度的归一化协谱曲线斜率较高于-4/3； （3）生长季和非生长季时期大气稳定度的日变化相似， 主要随动量通量的增加而降低， 但各方向风速的归一化标准差（ \sigma / u_{*}）拟合结果不同， 生长季时期， {\sigma }_u / u_{*}、 {\sigma }_v / u_{*}和 {\sigma }_w / u_{*}分别为2.84、 2.73和1.07， 非生长季时期三者增加， 分别为3.23、 3.19和1.22， 其非生长季时期水平方向风速归一化标准差增加较明显。利用闭路涡度相关系统可以较好地观测本研究区通量特征， 并且分别考虑生长季和非生长季时期湍流风速的相似性规律参数化方案有助于更精确地观测大气资源。

• 四川盆地西部一次典型连续夜雨的数值模拟
• 陈得圆, 王磊, 李谢辉, 裴坤宁
• 2022 Vol. 41 (1): 216-225.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00109
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• 利用中尺度模式WRF研究了2017年7月15 -17日发生在四川盆地西部的一次典型连续性夜雨过程的形成机制， 重点讨论了“山谷风”局地环流对此次夜雨过程的作用。研究表明： （1）此次降水天气过程主要发生在500 hPa“北高南低”的环流形势背景下， 这种背景有利于北方冷空气向南输送； 850 hPa上台风东侧的偏南气流和副热带高压西侧偏南气流叠加形成输送带， 有利于低纬大量水汽和热量向四川盆地输送。（2）WRF模式模拟出的“山谷风”是此次夜雨过程的重要动力机制： 白天青藏高原东坡受“谷风”控制， 夜晚青藏高原东坡受“山风”控制， 从而产生了此次夜雨现象。（3）三种螺旋度都能够较好地解释夜间降水形成和“山谷风”之间的关系。

• 峨眉山地区近地层微气象特征研究
• 常娜, 李茂善, 王灵芝, 龚铭, 伏薇, 舒磊
• 2022 Vol. 41 (1): 226-240.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00111
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• 基于2019年12月至2020年11月峨眉山站梯度塔资料、 辐射观测资料和地表通量资料， 采用涡动相关法对峨眉山地区近地层的地表通量和蒸散发量的变化进行分析， 并估算了零平面位移、 空气动力粗糙度、 空气热力粗糙度、 动量通量输送系数和感热通量输送系数等重要的空气动力学和热力学参数。研究表明： 近地面风速呈现高层高、 低层低的特征， 且高层日变化较低层明显； 垂直风廓线在冠层内与冠层上存在明显不同的相关关系及拐点现象， 拐点以下风速随高度的增速明显比拐点以上的小； 零平面位移d年平均值为10.45 m； 空气动力学粗糙度Z _0m和空气热力学粗糙度Z _0h年均值分别为1.65 m和9.95 m； 动量通量输送系数C_D和感热通量输送系数C_H的年平均值分别为1.58×10^-2和3.79×10^-3； 近地层降水发生次数和降水量多寡有明显的季节变化， 7月降水日和降水量都较多， 近地层降水日变化明显， 表现出川西盆地典型的夜雨特征； 感热通量和潜热通量白天的主导地位随季节变化， 夏季潜热通量占主导地位， 冬季感热输送占主导地位； 各天的蒸散发主要发生在08:00（北京时， 下同） -17:00， 在11:00 -14:00达到最大值， 且季节差异明显。

• 黄土高原夏季极端降水及其成因分析
• 卢珊, 胡泽勇, 付春伟, 樊威伟, 吴笛
• 2022 Vol. 41 (1): 241-254.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00027
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• 利用1961 -2016年夏季黄土高原地区64个气象监测站的逐日降水资料及同期NCEP/NCAR再分析数据， 分析了近56年黄土高原夏季极端降水的时空变化特征， 并对比了极端降水强弱年以及不同年代黄土高原地区夏季大气环流形势的异同。结果表明， 黄土高原夏季极端降水占夏季总降水量的54%左右， 总体上呈现出东多西少的空间分布特征。在近年来黄土高原夏季降水整体下降的背景下， 极端降水占比在将近70%的站点表现出增长趋势。对比极端降水强弱年环流形势发现， 当贝加尔湖低压增强， 西北太平洋副热带高压偏强偏北时， 有利于西北太平洋及南海暖湿气流向北输送， 与北方干冷空气在黄土高原上空交绥， 从而导致更多的极端降水。在强极端降水年的夏季， 存在着异常强的水汽净收入。6月， 北边界和南边界的水汽输入加强。北边界在7月和8月转为水汽输出边界， 同时西边界和南边界的输入加强， 且8月的增加更为明显。在强极端降水年， 夏季黄土高原上还可以观察到更加明显的冷暖空气交绥， 这有利于研究区域不稳定能量的释放和极端降水的增加。此外， 研究发现黄土高原夏季极端降水在1980年代经历了从偏多到偏少的转变， 近些年来又逐渐增加。对比不同年代夏季大气环流可见， 当水汽净收入为正， 同时冷暖空气交汇明显时， 对应年代的黄土高原夏季极端降水偏多， 反之则降水偏少。