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青藏高原(以下简称高原)积雪通过反照率效应和水文效应影响大气环流和水汽输送从而对东亚夏季风异常产生重要影响,正确认识这两种效应的相对重要性及其维持机制有助于揭示高原积雪影响东亚夏季风异常的过程和途径,对准确预测东亚夏季风有重要的作用。因此,本论文基于多源观测数据较系统地研究了高原冬春积雪的气候学特征及其对东亚夏季风年际变率的影响,并借助区域模式WRF开展高分辨率数值模拟工作,进一步探讨了高原积雪的反照率效应和水文效应影响东亚夏季风的物理机制。论文的主要结论如下: (1)高原中东部季节性积雪率先于9月份在中部高海拔地区建立,且最晚可以维持到6月初;高原西部降雪量大于东部地区,降雪峰值发生在3月份,比东部地区约晚一个月;高原大部分地区实际积雪覆盖日数很少,即使是在冬季高原许多地区仍然不会被积雪覆盖。 (2)孟加拉湾热带风暴北上往往会造成高原降水和积雪异常,其影响主要发生在5月和10月,且5月孟加拉湾风暴对高原的影响范围比10月更广,它引起的高原降水可占月总降水量的50%以上;资料诊断和数值模拟表明孟加拉湾热带风暴降水引起的高原表层土壤湿度异常仅能够维持20-25天,且在没有降雪补充的情况下,高原秋冬积雪将在20天左右完全消融。 (3)资料分析表明,高原中东部冬季积雪异常仅能够维持到春末,其反照率异常也随之消失;由于高原地表冻土的存在,积雪融水难以保持在土壤中,积雪水文效应也将在晚春消失,其异常信号无法维持到夏季。因此,高原中东部冬季积雪不能对东亚夏季风异常产生显著影响。由于高原西部和南部边缘海拔较高(平均在4500m以上),该地区晚春(5月)积雪可稳定维持到夏季,积雪融水有利于夏季局地蒸发加强,并触发低涡扰动、加强向东的水汽输送,从而有利于黄淮-江淮地区夏季降水增加。 (4)数值模拟表明高原西部和南部边缘5月积雪异常可以维持到7月初,积雪的反照率效应显著减小地表净短波辐射,地面加热减弱,从而使得南亚高压减弱,并在黄淮地区形成高空异常辐散气流,高空抽吸作用有利于垂直上升运动发展,进而有利于降水。降水过程释放凝结潜热,低层凝结潜热加热随高度增加,将有正涡度制造,使得流场向加热场适应,从而形成低空气旋式环流,加强低空偏南气流持续为黄淮地区提供水汽来源;而高空凝结潜热加热随高度减小,为负涡度制造,进一步加强高空辐散。在环流-非绝热加热正反馈机制下,使得黄淮地区夏季降水增强。因此,对东亚夏季风环流和降水年际变率有显著影响的主要是高原西部和南部边缘地区的积雪。 (5)通过积雪-反照率效应和积雪-水文效应的敏感性数值试验,发现积雪的反照率效应对地表的冷却作用大于水文效应,反照率效应主要影响高空南亚高压的强度,而水文效应主要影响低纬地区中低层环流。当模式中高原5月份积雪异常偏强时,尽管模式仍然能够模拟出相似的夏季环流异常结构,但是黄淮地区夏季正异常降水明显减弱。