论文部分内容阅读
本论文使用MODIS-M3的云水路径(Cloud Water Path)、云量(Cloud Fraction)、云顶高度(Cloud Top Height);ERA-Interim再分析资料的水汽含量、水汽通量、水汽通量散度、温度、气压;GPCC的降水再分析资料、SRTM的数字高程模型(DEM)等资料，对青藏高原及周边地区的空中云水以及与其相关的物理量进行了时空分析。 云水路径沿青藏高原南部边缘呈带状分布，向西一直延伸到帕米尔高原，高原上中部云水多于四周，高值中心在念青唐古拉山以北的那曲地区。云量在高原上的分布特征主要是东部多西部少，高值中心在林芝地区。云水、云量和云顶高度都具有较为典型的季节特征，高原地区的云水、云量在夏季最为丰富，冬季最少。云水在不同季节之间的差异要比水汽和降水量小得多，林芝地区一年四季都是云水的高值区。夏季云量主要集中在高原以南的孟加拉湾地区，总体上春秋冬三个季节云量相当。夏季孟加拉湾水汽通道上的云顶高度要比其他季节高得多，这是夏季该区域深厚的对流结构和充沛的水汽输送综合的结果。冬季由于对流结构浅薄且水汽输送很弱，因此高原以南的低海拔地区云顶很低。高原地区的云水从4月开始增高，那曲和林芝地区增高最为明显，6月达到顶峰后持续保持在较高水平，到11月迅速降低到较低水平并保持到次年3月。高原地区云量从5月开始显著增强，到7月达到顶峰，8月云量开始消减，一直到11月开始保持低云量直到次年的4月。云顶高度大概从每年的3月开始升高，也是在7月达到顶峰，顶峰时高原上的高云主要集中在西南喜马拉雅山脉以北的地区。 青藏高原地区的水汽和降水主要集中在高原以南的孟加拉国、印度东北邦地区，在高原上二者都为东南向西北递减的分布，其中水汽的梯度比降水量的梯度小，水汽分布相对均匀。受印度洋季风的影响，一年中夏季水汽和降水最充沛，冬季最稀少。高原上的水汽来自于外部的水汽输送，主要的水汽输送通道在孟加拉湾地区，水汽途经该地区受高原陡坡地形的影响，在高原南部以及东南边缘地区形成了强烈的辐合，从而汇集了大量的水汽，进而在此地形成了一片降水集中区。每年的4-10月是青藏高原的湿润期，水汽、水汽输送、水汽辐合和降水通常都会在4月开始加强，在7、8月达到顶峰，然后迅速降低。11月进入干燥期，干燥期从每年的11月持续到次年的3月，干燥期水汽含量、降水量稀少，水汽输送极少，水汽辐合很弱。 夏季高原以南低层水汽经孟加拉湾往正北方向直接向高原输送，沿高原南部边缘陡峭山地形成强烈的水汽抬升，强烈的抬升运动向上延伸到600hPa，500hPa抬升运动减弱，已经登上高原的水汽在该层从喜马拉雅山脉向高原中部输送。高原南坡陡峭山区的相对湿度大，水汽抬升强烈，在陡坡形成大量云水，LWP和IWP的值在陡坡地区随高度的陡增而锐减，后随着纬度的增高而在高原中部地区回升。夏季高原以南低海拔地区在热力上有强烈且深厚的对流不稳定性结构，而高原中部也有一片对流不稳定区。这种热力结构可以促使水汽在高原地区以阶梯式接力的方式登上高原形成云水和降水。冬季高原以南地区的对流不稳定结构十分浅薄，低层水汽难以登上高原。水汽、云水和降水量在2000m-2700m之间随海拔高度的增高而降低，在2700m-3700m随高度增高而增高，在3700m-5500m之间，水汽和降水量随高度的增高而显著降低，云水则保持相对稳定。高原最大降水线可能在3700m左右高度。坡度对高原的云水和降水有着重要的作用，高原东南部经向水汽通量、云水和降水的高值分布与坡度和陡坡分布有着很好的对应关系。 2001-2016年期间青藏高原平台上的区域平均水汽含量和降水量没有显著的变化趋势。而云水路径的区域平均在该期间内呈现显著的降低趋势。在空间分布上2001-2016年高原上的水汽没有显著的变化趋势，高原以南的印度东北邦地区水汽降低趋势显著。水汽趋势的季节差异较大，高原以南地区夏季水汽以升高趋势为主，秋冬季以降低趋势为主。高原平台上的降水量在2001-2016年没有显著的变化趋势，而在高原以南林芝-印度东北邦-孟加拉国地区降水量在16年间显著降低，季节上以夏秋两季的降低趋势最为明显，水汽、降水在该地区的减少主要是由于水汽输送形势发生了变化，高原以南地区的经向水汽通量在16年间显著减少，同时水汽通量散度显示该地区呈现出水汽通量散度增强的特征，不利于水汽的聚集和降水的形成，这一结果也显示在了云水和云量的趋势分布上。16年间高原上和高原周边的云水和云量主要呈现降低的趋势，且显著性较强。