青藏高原积雪变化特征及其对西风环流系统的作用研究

The interaction between snow cover over the Tibetan Plateau (TP) and atmosphere is of great importance on regional and global climate, and the characteristics and mechanism between snow cover over the TP and westerlies are limited in the previous studies. Therefore, using meteorological observation data, remote sensing observation data, reanalysis data and model simulation data and geospatial data from multi-datasets, and using statistical analysis, dynamic theory analysis and climate numerical simulation method, the relationship and diversity between snow cover of different sources and different physical quantities are explored, and the most appropriate method characterizing the TP snow anomaly will be proposed. In this study, the impact of TP snow cover anomaly on the westerly circulation system including the intensity and location of south branch trough, north branch ridge and westerly jet are explored, and the impact of the physical mechanism is revealed. Finally, the physical conceptual model of the interaction mechanism between the TP snow cover and the westerly circulation system will be proposed, which will provide a scientific basis for sustainable development of regional social and economic ecology in the region.

青藏高原积雪与大气之间的相互作用及其对区域乃至全球的气候的影响不容忽视，尤其是高原积雪对西风环流系统的影响机理。本项目利用观测与地理空间数据、遥感、再分析、模式模拟资料等多源数据资料，利用统计分析和动力诊断等方法，评估多源积雪资料与表征积雪的不同物理量，基于下垫面和水热因素，构建青藏高原积雪综合指数，分析高原积雪年际与年代际变化新特征，确定高原积雪变化的敏感区与关键区，并对极端降雪等异常事件进行环流异常成因分析。同时，探究高原积雪异常对西风环流系统中南支槽、北支脊、西风急流的强度和位置的影响，提出其作用于西风环流系统的物理概念模型，为青藏高原地区社会经济生态的可持续发展提供科学依据。

青藏高原积雪具有显著的年代际变化，且对气候变化十分敏感。青藏高原积雪与大气之间的相互作用，尤其是青藏高原积雪与西风带间的相互作用特征和影响机理，会影响区域水分和能量平衡，并对区域乃至全球的气候产生重要的影响。基于此，本项目利用台站气象观测数据、遥感资料、再分析资料、模式模拟资料等多种来源的数据资料，利用观测资料统计分析、动力学理论分析和气候数值模式模拟等方法，项目已在青藏高原积雪变化、大气环流以及西风环流等方面取得一批有特色、有影响的研究成果。首先，揭示了青藏高原积雪的时空变化特征与成因以及海拔依赖型变暖背景下雪深的变化规律，指出了青藏高原雪深年际变化存在减少趋势，且存在空间差异；指出了青藏高原积雪变化受控于气温和降水的复合变化且存在海拔依赖型的特征，在高原2000-4000m范围内海拔依赖型特征最为显著。其次，定义了表征青藏高原积雪变化的高原冬季积雪指数以及大气环流环流的关系，揭示出青藏高原积雪的年际变率主要受北极涛动遥相关主导，提出了最合适的表征高原积雪异常的方法，并揭示了影响高原积雪年际变率的环流配置和水汽条件。最后，基于高空西风急流核频次和高空全风速数据定义了高空西风急流的强度和位置指数，表明高空西风急流与高原积雪年际变率的紧密联系，示出高空急流影响高原积雪的物理机制，提出了西风急流异常的环流模态和结构导致高原显著冷却，水汽通量和水汽凝结量以及降水增多，为高原积雪创造了有利的大气环流条件。本项目紧扣青藏高原积雪变化及其与西风环流这一气候变化领域的研究热点问题，发表或已录用的40篇论文，其中中文核心12篇，国际SCI论文28篇。本项目的研究有助于进一步认识积雪-反照率-西风环流系统的相互联系及其可能机制，有助于为青藏高原区域社会经济生态的可持续发展提供科学依据。