青藏高原春季热状况与东亚季风的长期变化趋势

夏季青藏高原是一个耸立在对流层中层的巨大热源，其热力强迫影响东亚季风年际变率的事实和机理已经被许多研究结果所揭示。春季高原热源以感热加热为主，当春季高原感热加热较强（弱）时，随后的夏季云贵高原、四川盆地、长江中下游地区降水明显偏多（少）。观测资料表明从二十世纪八十年代以来高原春季的大气热源呈持续减弱趋势，同期东亚季风也明显减弱并伴有我国东部夏季主要雨带南撤和南涝北旱现象的加剧。春季高原热源异常信号维持及其影响我国夏季降水形势的机理尚不清楚，高原春季热状况与东亚季风长期变化趋势之间的联系也有待深入认识。本研究拟在已有工作基础上，从东亚季风系统的观点出发，通过资料分析揭示二者在年代际变化尺度上和长期变化趋势上的关系，探讨引起这种变化的可能原因，并利用最新版本的SAMIL－R42L26大气环流模式，通过数值试验研究春季高原热状况影响东亚季风的过程和机制。

青藏高原对北半球大气环流和天气气候有着重要的影响。高原动力强迫使得西风绕流形成南、北两支气流。与南支气流联系在一起的印缅槽对亚洲季风的爆发有着重要影响。冬季高原是冷源，夏季为热源。在从冬到夏的季节推进过程中，高原与印度洋经向热力差异的改变对亚洲季风的爆发和进程也有重要影响，高原及周边地区上空大气环流还通过对高原热力强迫的“热力适应”发生改变。此外，高原的地形和位于其上空的大气热源（汇）激发的大气定常波和随之产生的热量和动量输送也会造成基本气流的改变和天气气候的异常。 近几十年来高原发生了异常显著的气候变暖，另一方面东亚季风的长期变化趋势表现为我国夏季主要雨带的南撤和“南涝北旱”形势的加剧。高原热力强迫影响东亚季风年际变率的事实和机理已经被许多研究结果所揭示。然而，高原春季热状况影响东亚季风和夏季我国降水形势的物理过程和机制仍需要深入研究。利用台站观测和再分析资料并结合数值模拟，本项目深入研究了青藏高原春季热源对东亚季风长期变化趋势的影响。结果表明，高原在气候变暖的同时，地表感热加热持续减弱。地表风速的减弱是导致这一趋势的基本原因。高原平均地表在600hPa左右，其风速主要受副热带西风急流控制。由于大尺度气候变暖有明显的空间不均匀分布特征。过去几十年来欧亚大陆中高纬变暖幅度明显大于副热带和热带地区，大陆变暖幅度明显大于海洋。这使得副热带地区经向温度梯度变小。由地转风关系可知，相应的西风急流减弱，高原地表风速减弱。同理，东亚大陆上空相对于东边海洋上的变暖更强，纬向气压梯度减弱同样导致南风减弱。因此，近几十年来东亚季风的年代际减弱主要是全球变暖的不均匀性的结果。 高原春季感热减弱导致“感热气泵效应”减弱并使得来自热带海洋的暖湿气流北上受阻，相应的高原南部陡峭地形附近的降水显著减少，而印度北部和孟加拉湾的降水明显增加。此外，高原春季感热减弱还导致东亚季风爆发时间偏晚，季风环流尤其是低空西南气流减弱，相应的季风雨带整体减弱南撤。因此，过去几十年东亚季风减弱和我国东部地区“南涝北旱”的格局在很大程度上与高原大气热源减弱有关。按照预定目标较好地完成了研究任务。