青藏高原冬春积雪的热力效应对华南前汛期降水年际变率的影响

The Tibetan Plateau (TP) snow cover affects the Asian monsoon circulation and precipitation mainly by its thermodynamic effects. Impacts of the TP snow cover on atmospheric circulation and precipitation have been received much attention by previous studies. However, relative contributions to the TP snow cover thermodynamic effects by different physical processes are still in debate, due to the limitation of deficient observation data and limited numerical model performance over the TP. Furthermore, the first rainy season precipitation in South China (FRSPSC) has a great impact on local drought and flood disasters. However, compared with abundant researches on the relationship between the TP snow cover and East Asian summer precipitation, studies of impacts of the TP winter/spring snow cover on FRSPSC are much exceeding deficient. Thus, by using multi-source data analysis and model simulations, the thermal condition response to the TP snow cover will be identified in this project. On this basis, roles of the TP local thermal condition response to winter/spring snow cover on modulate the interannual variability of the FRSPSC will be further revealed. Scientific progress achieved by this project will provide new insights to deeply understanding the climate effects of the TP snow cover, which is the important scientific basis for the improvement of the seasonal prediction skill of the FRSPSC.

青藏高原（以下简称高原）积雪的热力学效应是其影响亚洲季风环流和降水的重要途径。前人大量研究工作集中在高原积雪对大气环流和降水的影响，但受高原观测数据和模式性能不足的限制，不同物理过程对高原积雪热力学效应的相对贡献仍存争议。此外，华南前汛期降水对华南地区旱涝灾害有重要影响，然而相对于高原积雪与东亚夏季降水关系的机理研究，高原冬春积雪对华南前汛期降水影响途径的研究相对缺乏。因此，结合多源资料分析和数值模拟，本项目拟首先研究局地热力状况对高原积雪异常的响应过程。在此基础上，进一步揭示高原局地热力状况对冬春积雪异常的响应在华南前汛期降水年际变率中的调控作用。本项目研究成果将丰富现有高原积雪气候学效应的相关内容，并为华南前汛期降水预测提供科学依据。

华南前汛期是我国雨季的第一个集中期，降水强度大，极易引发洪涝灾害。青藏高原积雪一直以来被认为是影响华南前汛期降水的一个重要因子。前人关于高原积雪与前汛期降水的研究中有两方面的内容不够全面：首先，关于高原积雪对大气热源的冷却特征及其定量估算较为缺失；其次，前汛期包括夏季风爆发前的锋面降水和季风爆发后的季风降水两部分，青藏高原积雪对这两种性质的降水影响并未得到有效区分。因此，本项目通过WRF区域数值模式及资料诊断对上述两方面的内容开展了研究。主要结论有：（1）5‒8月青藏高原积雪的冷却作用呈现从东南到西北增强的特点，积雪对大气热源的最大冷却作用可达80Wm-2，而在盛夏积雪的冷却作用仅维持在高原西部地区且强度不足40Wm-2；从各分量看，5月高原西部地区地表感热受到的影响最大（约30Wm-2），其次为大气凝结潜热释放（约20Wm-2）和大气柱净辐射冷却（约10Wm-2）；在垂直高度上，高原西部最强冷却（约87Wm-2）高度约位于4400m，且4000m以下各分量的贡献相当，4000m以上主要是地表感热减弱的贡献。（2）高原西部前冬积雪偏多在中国东部沿岸形成“+-+”的环流异常，有利于中高纬冷空气南侵和低纬度暖湿气流北推，触发了华南上空对流在4月初得到快速发展，华南前汛期入汛偏早，降水偏多。本项目研究结果对于深入认识青藏高原积雪的气候效应及其影响华南前汛期降水的机理有重要的科学意义，有助于在业务中提升对华南前汛期入汛的预测水平，对提升气象防灾减灾具有重要社会意义。