青藏高原的降水怎么来的?

63871457414520651虽然远离大洋,又被高耸的喜马拉雅山脉阻挡,青藏高原西南部夏季降水还是可以达到300毫米左右。相反,北美的亚利桑那和南美智利虽然离海较近,上游阻挡的山脉比喜马拉雅山脉还低,但降水稀少,并形成一些沙漠。这是为什么呢?

3月7日,清华大学地球系统科学研究中心林岩銮副教授指导的博士生董文浩以第一作者的身份在《自然-通讯》(Nature Communications)上,发表了题为“印度平原深对流影响青藏高原西南部的夏季降水”(Summer rainfall over the southwestern Tibetan Plateau controlled by deep convection over the Indian subcontinent)的研究论文。该研究发现,印度平原上的深对流系统为青藏高原夏季降水提供了主要来源,这意味着未来印度季风的变化,通过影响对流的发生发展将直接影响到青藏高原夏季降水变化,进而影响到高原上冰川的增长和消退。

观测资料和全球气候模式模拟结果均发现青藏高原西南部的夏季降水和印度平原上的降水有紧密联系。这种联系不仅表现在季节尺度上,而且也表现在天气尺度上。由于高耸的喜马拉雅山脉的阻挡作用,传统认为的过山气流爬坡(upslope)的水汽输送是非常有限的,从而很难维持这种紧密的联系。通过高分辨率卫星资料分析发现,这一联系实际上主要是通过一条先抬升后平流(up-and-over)的水汽通道实现的,即印度平原上的对流系统把水汽和水成物携带到中高空,然后中高空的西南气流将这些水成物输送到青藏高原西南部,并最终形成降水(如图所示)。这一全新发现不仅得到卫星观测的证实,也能从降水中氧18同位素观测推导得出。在此基础上通过设计水汽后向轨迹模拟实验和区域模式(WRF)敏感性试验,清楚展示了青藏高原夏季降水的来源,进一步证实了这一水汽通道存在的真实性和重要性。最后,通过统计计算得出青藏高原西南部一半以上的夏季降水和这一水汽通道有关。全球气候模式预估未来印度季风降水增加,这意味着高原西南部也将变湿,从而影响高原上的生态和冰川的物质平衡。

地球系统科学研究中心林岩銮副教授为通讯作者,地学中心乔纳森·怀特副教授等,普林斯顿大学明毅教授,中国科学院青藏高原研究所王磊研究员及田力德研究员为该论文的合作者。

论文链接:

http://www.nature.com/ncomms/2016/160307/ncomms10925/full/ncomms10925.html

(据清华大学)

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