论文部分内容阅读
青藏高原及其邻域特殊的大气过程使其成为影响全球气候和环境变化的关键区。而水汽与CO分别作为水循环与碳循环的重要环节,在区域乃至全球的水分和能量平衡以及污染物质输送过程中扮演着重要角色。为此,基于评估后可适用性良好的NCEP/NCAR、JRA-25再分析资料与MOPITT卫星反演产品,本文分析了青藏高原/亚洲季风区水汽与CO的时空变化特征,进而利用定常水汽输送场与HYSPLIT模式重点研究了夏季高原上空水汽输送及其可能源区贡献率,并采用WRF-Chem模式模拟了CO输送特征,探讨了高原地区水汽输送及其异常对高原本身与周边季风区降水的影响。主要结论如下: 1.资料可适用性:NCEP/NCAR与JRA-25再分析资料的比湿场以及MOPIIT卫星资料的总柱CO含量与CO混合比在青藏高原具有良好的可适用性;其不确定性分别与同化系统和反演算法的选取有密切关联。 2.水汽时空变化与输送:由于受不同环流系统对水汽聚合影响,青藏高原及其周边季风区夏季对流层比湿大值区随着高度增加存在向北、向西的倾斜特征。且近30年间,高原对流层中低层与上对流层比湿由低向高转变的突变年份存在明显差异,分别发生在1990年代末期与初期。青藏高原夏季水汽输送则表现为明显的南北差异:30°N以北基本以平直西风输送为主,以南则以孟加拉湾偏南风水汽输送为主。基于HYSPLIT轨迹输送模式的源区及其贡献率分析表明,欧亚大陆、孟加拉湾、北印度洋是青藏高原上空水汽的主要源区。近30年来,孟加拉湾、北印度洋、南海源区贡献率基本呈减少趋势,而欧亚大陆、西太平洋水气源区大致呈增加趋势。 3.CO时空变化与输送:高原区域平均CO混合比随高度增加大致呈递减分布。受南亚夏季风输送以及南亚高压滞留作用共同影响,青藏高原及周边区域夏季在对流层中上层300hPa-150hPa间存在CO混合比的相对高值区。WRF-Chem模式模拟表明,2001-2012年7月亚洲季风区整层CO输送存在明显的反气旋流场,其中心位置与南亚高压中心大致相似。青藏高原主体呈CO整层输送辐散,但200hPa基本为辐合区。 4.水汽输送对降水影响:近30年青藏高原水汽输送距平场与其降水距平场SVD分解表明,高原东南部降水偏多与来自孟湾的东南风水汽输送有密切关系,同时孟加拉湾偏南风水汽输送偏弱使得高原主体降水偏少。文中提出了“青藏高原南缘水汽输送关键区”的概念,并指出各输出边界水汽收支与印度热低压和南海夏季风活动关联紧密,其支出异常直接影响到高原乃至周边季风区的降水异常分布和极端旱涝事件的发生与发展。