科研进展

AAS: 青藏高原地表位涡影响东亚夏季降水

  东亚地区为典型的季风区,该地区人口稠密,经济发展迅速。受东亚夏季降水异常影响,高温、洪涝等灾害事件的发生往往给东亚地区的经济,生态带来重创。因此,深入理解东亚夏季降水异常的发生机理至关重要。

  青藏高原作为世界上最高大、广阔的高原,其不仅是亚洲大陆中纬度地区重要的强迫地形源,同时亦是全球大气重要的地表位涡强迫源。已有大量的研究分别揭示了青藏高原的动力、热力强迫对东亚夏季降水的影响。然而,如何综合考察青藏高原的动力和热力强迫作用,进一步揭示其对东亚夏季降水的影响,目前有待深入开展研究。
  位涡(PV)动力学耦合了大气的动力和热力信息,是研究青藏高原综合强迫的有力工具。近日,中国科学院大气物理研究所吴国雄院士团队在PV框架下,讨论了青藏高原地表PV强迫对东亚夏季降水的影响。研究结果表明,在高原负地表PV一致模的作用下,近地表不稳定空气能够激发出高原南坡近地表气旋性环流异常。在地形和环流的共同作用下,高原南部出现纬向加热偶极子模态。该纬向偶极子加热模态通过局地响应、Rossby波频散造成东亚大范围环流以及水汽输送异常,进而对东亚夏季降水产生显著影响。
  “许多地球流体问题都可以用PV动力学描述,利用PV来表示高原动力、热力强迫为理解青藏高原气候效应提供了新的思路”,论文的通讯作者何编说。
  “以往的研究着重揭示青藏高原的总体加热异常对于天气气候的影响。”论文的第一作者生宸说:“我们的研究则强调,青藏高原地表PV激发的纬向偶极子加热模态对下游的天气气候异常同样重要。”
  本研究于8月28日发表在《Advances in Atmospheric Sciences》上。本研究受到国家自然科学基金(批准号91837101, 42122035, 9193730)和国家重点研发计划(2018YFC1505706)共同资助。
  参考文章:Chen Sheng, Bian He, Guoxiong Wu, Yimin Liu, Shaoyu Zhang. 2021: Interannual influences of the surface potential vorticity forcing over the Tibetan Plateau on East Asian summer rainfall. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-021-1218-4.
 
图1. 青藏高原地表PV影响东亚夏季降水机制示意图。(a)高原地表PV激发的200 hPa环流;(b)高原地表负PV一致模;(c)东亚降水异常。红(蓝)圈表示非绝热加热(冷却)。绿色(红色)箭头表示低层风场(高层Rossby波传播)
附件下载: