青藏高原及周边地区热力强迫对亚洲夏季对流层上层暖中心形成的影响

The South Asian High (SAH) is closely related with the formation and development of Asian summer monsoon, and has great impacts on the weather and climate over East Asia; in the thermal structure, it’s characterized by the formation and variation of upper troposphere temperature maximum (UTTM), therefore, it has great scientific significance and social needs to study the mechanism of UTTM formation. The traditional perspective indicates that the formation of UTTM is affected by thermal forcing of Tibetan Plateau (TP) or driven by moist convection over north India. However, the latent heat released by tropical precipitation has largely been cancelled by adiabatic cooling of ascent, therefore the mechanism of the UTTM formation is still not clear..This proposal plans to apply moist convection dynamics and large scale atmospheric dynamics in discussing the thermal balance mechanism over TP and its surrounding areas, and studying the impacts of convections over Indian Ocean and Bay of Bengal on the formation of UTTM through observation analysis and numerical simulations. By analyzing the relations of TP sensible heating driven air pump (SHAP), the high surface entropy over north India and the latent heat released by Asian summer monsoon, the proposal aims to reveal the physical processes of the UTTM formation triggered by the thermal forcing of TP and its surrounding areas, the study will provide scientific basis for understanding the influence of TP to Asian climate change.

南亚高压（SAH）与亚洲夏季风的形成和发展紧密联系，对东亚天气气候有重要影响；在热力结构上，它以亚洲大陆对流层上层暖中心（UTTM）的形成和变化为特征，因此，研究UTTM的形成原因有重大的科学意义和社会需求。传统观点认为UTTM的形成或受青藏高原热力作用影响，或由印度北部湿对流调整过程驱动。然而，由于热带降水的潜热释放很大程度上被绝热上升冷却所抵消，因此对流层上层暖中心形成的物理机制仍不明确。.本项目拟应用湿对流大气动力学和大尺度大气动力学，通过对观测资料的诊断并结合数值模拟，探讨青藏高原及周边地区的热力平衡机制，研究印度洋以及孟加拉湾对流活动对亚洲大陆对流层上层暖中心形成的影响。通过分析青藏高原夏季“感热气泵”的抽吸和印度北部表面高比焓以及亚洲夏季风潜热释放的联系，揭示青藏高原及周边地区热力强迫激发亚洲夏季对流层上层暖中心形成的物理过程，为进一步理解青藏高原影响亚洲气候变化提供科学依据。

南亚高压（SAH）与亚洲夏季风的形成和发展紧密联系，对东亚天气气候有重要影响；在热力结构上，它以亚洲大陆对流层上层暖中心（UTTM）的形成和变化为特征，因此，研究UTTM的形成原因有重大的科学意义和社会需求。在本项目的资助下，围绕青藏高原热力和动力作用对对流层上层环流以及热带海洋的相互作用关系，取得的主要结果总结如下：.（1）从辐射和水循环的角度揭示喜马拉雅山隔断作用导致冷空气无法南下的假说是不存在的。印度北部地区近地面高温高湿的环境主要由水汽的输送导致，与青藏高原的热力强迫作用密切相关。我们通过“湿大气”和“干大气”数值试验的对比证明了：是青藏高原表面的加热作用，而不是其隔断作用，导致了水汽从海洋向陆地输送，进而形成了亚洲夏季风。.（2）对南亚大陆上空的对流层上层暖中心形成的机制做出了新的解释。南亚大陆对流层上层暖中心的纬度与副高脊线的纬度重合，而它的经度是由大气非绝热加热/冷却的垂直梯度的纬向分布来决定。由于在对流层上层对流加热和辐射冷却都随着高度递减，加热/冷却激发出垂直北风/南风切变，导致了加热场西/东侧和冷却场东/西侧出现了一个暖/冷中心。.（3）揭示全球变暖背景下热带西太平洋潜热加热变化及对亚洲地区气候变化的影响。我们通过数值试验发现，南海及西太平洋上空的潜热加热造成上空出现反气旋式异常，而下沉出现气旋式异常导致其西侧南亚高压增强，气柱增厚，气块绝热下沉而使得青藏高原南侧地区降水减少，出现少云，干旱的气候格局，此外，热带印度洋上空受西太平洋潜热加热的影响，水汽向东输送导致热带印度洋上空少云，太阳辐射增强而导致海温进一步升高。.在本项目的资助下，已正式发表（含接收）学术论文9篇，其中SCI论文5篇。