冬季青藏高原西部降水是欧亚大陆最大降水区之一。前人研究指出青藏高原冬季降水是青藏高原水资源存储的关键时间,对维持青藏高原冰雪圈的物质平衡、水循环及周边地区水资源都有重要意义。近些年来,青藏高原大多数冰川呈现退缩的状态,而青藏高原西部冰川仍在增长,此现象被称作为“喀拉昆仑异常(Karokoram anomaly)”。由于青藏高原西部缺乏站点观测,降水作为青藏高原水资源的唯一输入,人们对青藏高原西部冬季降水变率的认识相对缺乏。针对这一问题,近期中国科学院大气物理研究所LASG刘肖林博士生在其导师指导下聚焦于青藏高原西部地区冬季降水研究了其气候态和年际变率特征。
首先,作者选取多套降水数据,发现其气候态和年际变率呈现较为一致的特征并且EOF1呈现全区一致型。在此基础上,进一步研究了冬季高原西部降水的动力学特征和年际变率机理,并用拉格朗日模式HYSPLIT追踪了其水汽源地。气候态上,高原西部受低层中纬度西风带、阿拉伯半岛的副热带反气旋影响,且位于高层中东急流出口区左侧,在急流引起的次级环流影响和大地形的机械强迫抬升作用下,青藏高原西部拥有天然有利的垂直上升条件,其降水量约为0.5-2.5 mm d?1。CloudSat/CAPLISO卫星数据显示降水主要为雨层云和层云/层积云引起的层状云降水。气候态上,南亚-北印度洋,欧亚大陆中部-北非地区和中高纬度大西洋上空大气分别贡献了56.6%、37.7%和5.6%的水汽。
年际变率上,青藏高原西部冬季降水与ENSO事件和西风带的中纬度气旋密切相关。ENSO暖事件通过增强北印度洋异常的反气旋水汽输送和增强高原西部高层辐散异常以此增强高原西部降水。西风带中的气旋活动是北大西洋-中东急流入口区这一热带外遥相关的一部分。除去ENSO的线性影响后,作者发现存在北大西洋-中东急流入口区这一热带外遥相关,定常波能量从北大西洋急流末端传入中东急流入口区的,在西风急流波导的作用下,在高原西部产生气旋性环流异常,高原西部位于气旋前侧从而有利于降水的形成。此外,北大西洋异常瞬变活动在其中起了正反馈的作用。ENSO能够解释38.1%的降水变率,中纬度气旋贡献的降水变率与ENSO相当(38.8%)。水汽输送上,相比于气候态,高原西部多雨年增加了30.7%的水汽,其中27.1%来自于南亚-北印度洋,2.9%来自于欧亚大陆中部-北非地区,0.7%来自于中高纬度大西洋。
该研究工作受中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等项目共同资助,发表于Journal of Geophysical Research-Atmosphere.
参考文献:
Liu, X., Liu, Y., Wang, X., & Wu, G. (2020). Large-scale dynamics and moisture sources of the precipitation over the western Tibetan Plateau in boreal winter. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125, e2019JD032133. https://doi.org/10.1029/2019JD032133
文章链接:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019JD032133

图1 (a)气候态降水(mm d?1)(b)垂直积分的水汽通量(矢量,〖10〗^2 〖kg m〗^(-1) s^(-1))及其散度(阴影,〖10〗^(-4) kg m^(-2) s^(-1))(c)后向追踪10天到达高原西部的气块数(以比湿为权重,g kg^(-1))(d)同(c)但为气块所在气压层(hPa)