高原冬、春积雪异常在冬、夏季风系统转换中的热力强迫作用

Sonw cover over Qinghai-Xizang Plateau (QXP) affcts diabatic heat changing, heat and energy flux exchange between surface and atmosphere.Snow cover over QXP is spawn of east winter monsoon, as well as associates with southern Asian summer monson onset.Therefore,QXP snow cover plays a substances play a critical role in the transition from east Asian winter monsoon system to south Asian summer monsoon system.This project will investigates the effects of snow cover using reanalysis data,such as NCEP(AR2),EAR40,JRA25, remote and satellite data, by compsite analysis,dynamical diagnosis and simulation, focuse to the contribution of heat forcing from QXP snow cover anomaly in monsoon system. Calculating spatial distribution of heating forcing is caused by snow cover anomaly over QXP; Calculating and analyzing the diabetic distribution of QXP surface process,during stronger and weaker snow cover years; analyzing the interaction between diabatic heat of snow cover anomaly and lower frequncy oscillation.Analyzing the heating forcing of snow cover anomaly to planetary stationary wave and transient eddy wave; exploring the effects of diabatic heating caused QXP snow cover anomaly in forming and onset of planetary stationary of south Asian summer monsoon. Expositing mechanism and relationship of dynamical forcing anomaly in higher latitude and heating forcing anomaly in lower latitude, which cused by diabatic heating anomaly of QXP snow cover anomaly during transion of winter to summer monsoon system.

青藏高原冬、春积雪是冬季风的产物，也和南亚夏季风之间存在着密切关系。青藏高原积雪引起的地表非绝热变化对高原地表和上空大气之间的热量和能量交换产生影响。本项目将研究青藏高原地区的冬、春积雪异常引起的非绝热加热异常在冬夏季风转换期间大气热力强迫和动力强迫中的贡献。综合使用ARII，EAR40，JRA25等再分析资料，结合卫星观测资料，应用合成分析，动力诊断、数值模拟等手段，计算分析在冬季风和夏季风转换的过程中, 高原冬春积雪异常引起的热通量在垂直空间上的分布特征,计算分析在不同的冬春积雪异常年份，以青藏高原地区为中心的低频振荡的传播特征，分析高原冬、春积雪异常引起的热力强迫对行星定常和瞬变涡旋波的强迫，探讨青藏高原冬、春积雪异常引起的非绝热加热，在南亚夏风系统中定常波形成和建立中的作用；揭示青藏高原积雪异常引起的热力异常对由冬到夏，高纬度动力强迫的异常和低纬度热力强迫之间的相互作用特征和过程

本项目通过将台站积雪资料和卫星（被动微波遥感）资料进行对比分析，分析了近30年青藏高原地区冬春季积雪年际变化异常的时空变化特征。在此基础上，利用卫星遥感(SMMR、SSM/I、AMSR-E)的积雪深度日资料，756个观测站点日降水数，(NCEP/NCAR)大气环流再分析数据，分析了青藏高原积雪时空变化与中国东部夏季降水之间的关系。揭示了在季节尺度上青藏高原冬春季积雪的气候效应。结果表明，北半球冬季行星波年代际尺度上的异常导致了青藏高原地区冬季降雪在年代际尺度上的变化，北半球行星波的“冬三(波)”流型的年代际尺度上的变化是青藏高原地区冬季降雪年代际尺度上增加/减少的环流背景。 通过分析发现，高原积雪在南、北、西部的分布异常将引起高原热力强迫发生异常，并通过大气定常波影响到下游天气系统，使下游天气和气候发生异常。青藏高原南部多雪将引起夏季高原南部温度梯度减弱，东风急流强度减弱，高原北部温度梯度增强，西风急流强度减弱，青藏高原积雪对高原两侧气流的热力强迫减弱，高原冬春积雪引起的地表非绝热加热异常改变了高原向两侧的热量和通量的输送，高原向北侧的动量输送减弱，西风气流定常波的动能减小，高原北侧EP通量的辐散减弱，西风减速；青藏高原西部多雪导致高原北侧加热减弱，温度梯度减小，高原北侧EP通量的辐散加强，意味着高原对其北侧的热力强迫加强，西风急流加速；青藏高原北部多雪时，高原北侧大气异常偏冷，高原北侧的温度梯度减小，高原对其北侧的热力强迫加强，高原向北侧的动量输送增加，西风气流定常波的动能增加，西风急流加强。青藏高原积雪异常通过改变其热力强迫对定常行星波的影响，进一步影响下游的西风急流，当高原南部多雪，急流出口区的西风急流加强且位置偏南，而高原西部和北部多雪，急流出口区的急流减弱且位置偏北。对应低层，风场的异常引起中国东部地区水汽输送的异常，高原北部多雪相比南部多雪使得水汽辐合带更偏北，中国夏季雨带北移。以上结论加深了青藏高原积雪时空分布对中国东部夏季降水的影响机制的理解。为进一步研究预估东亚夏季降水，理解青藏高原地区积雪和东亚大气环流之间的关系，提供了事实和理论依据。