來源:中科院之聲

青藏高原被稱爲世界“第三極”,與遙遠的南北極相比,我們可以更加方便地去遊玩,但是正如現實生活中有很多“熟悉的陌生人”那樣,除了沉迷於青藏高原靜美的雪山、無垠的草原、湛藍深邃的天空之外,你知道青藏高原在其他方面也有強大的影響力嗎?比如與你我生活息息相關的天氣氣候。

青藏高原:“五維一體”的影響力

如果按照海拔高度在1000米以上的標準來定義高原,那麼海拔平均4000米以上的青藏高原可以稱爲高原中的高原了(達到對流層高度的1/3,最高峯珠穆朗瑪峯達到對流層高度2/3),是當之無愧的“世界屋脊”。除了海拔最高,它還是全球面積最大的高原:青藏高原東起橫斷山脈,西至帕米爾高原,北靠崑崙山脈,南達喜馬拉雅,東西橫貫30個經度,南北縱跨15個緯度,面積約爲250萬平方千米,幾乎是我國大陸國土面積的1/4。

我國位於亞洲季風區,印度洋和西太平洋是重要的水汽來源地,青藏高原就如同一堵高聳的牆,擋在西南方水汽輸送的路上。青藏高原南坡的南亞各國降水豐沛,而我國西北內陸地區則十分乾旱,因此有不少人大開腦洞,想給喜馬拉雅山炸個口子來解決西北乾旱的問題(相關鏈接:給喜馬拉雅山炸個口子真能行?)。

其實,僅靠海陸熱力差異形成的風是很難將水汽輸送到歐亞大陸內部的,就算沒有青藏高原,西北地區也不會變得雨水非常充沛。而青藏高原的隆起,雖然增強了西北地區的乾旱,但是作爲“亞洲水塔”,青藏高原是東南亞、南亞,甚至中亞地區衆多江河的發源地,包括我國重要的黃河、長江。沒有它的存在,我國的長江三角洲也無法變成魚米之鄉。

青藏高原不僅對南北向的風有阻擋作用,東西向的風也受到它的影響。高空西風急流被青藏高原分爲南北兩支,北部形成高壓脊,南部形成低壓槽。高壓脊有利於下沉運動,因此高原北側盛行下沉氣流,加劇了西北地區的乾旱。南北兩支氣流在長江中下游地區匯合,四川盆地上空氣流相對靜止,是造成這裏多雲霧的原因之一。青藏高原的存在也有利於下游出現比較定常的長波槽脊,比如大名鼎鼎的“東亞大槽”,它是影響我國天氣氣候的重要系統之一。

水平尺度大,垂直高度高、坡度陡、經度和緯度地理位置重要,高原可以通過熱力作用和動力強迫(對氣流的阻擋屏蔽,促使氣流爬升、分支等作用)影響其上空大氣的水分交換、能量輸送和物質輸送等等,青藏高原的“五維一體”特徵使其對區域和全球氣候具有重要影響。

“海陸空”合作,影響更全面

近些年,我們將機場、公路甚至5G基站都搬上了青藏高原,雖然與青藏高原的物理距離變得“這麼近”,但是對它的科學認識依然“那麼遠”。尤其是青藏高原作爲氣候變化敏感區,在過去幾十年裏增暖速度顯著高於全球平均。隨着科學認識不斷增強,氣象學家們認爲不能孤立地研究青藏高原對區域氣候的影響,要進一步理解與青藏高原相關的周圍和全球海洋-陸地-大氣之間的相互作用機制。

2013年,爲深入理解上述問題,提高天氣預報和氣候預測水平,國家自然科學基金委員會發起了爲期10年的“青藏高原地-氣耦合系統變化及其全球氣候效應”重大研究計劃。該計劃的成果之一《青藏高原相關的海陸氣相互作用及其氣候影響》近期發表在《國家科學評論》期刊,該文由中科院大氣物理研究所劉屹岷團隊與校外合作者共同完成,系統總結了過去6年中的研究成果,對青藏高原-伊朗高原動力耦合系統的形成、其對鄰近地區和北半球氣候的影響,以及與海洋協同影響亞洲氣候的機理等進行了闡述。

文章指出,夏季青藏高原、伊朗高原的表面抬升加熱作用,以及南亞季風區的水汽輸送和季風降水導致的大氣凝結潛熱(水汽分子變爲液態水釋放熱量)加熱共同構成了亞洲季風區內部的相互反饋的耦合系統,爲亞洲夏季風的形成和維持提供大尺度上升運動環流背景。同時,夏季青藏高原表面的加熱異常可以影響亞洲氣候,20世紀末發生在我國的“南澇/北旱”格局等氣候現象,與青藏高原表面熱力強迫的減弱有關。

由於大氣是連續流動的流體,各個區域的大氣並不是孤立存在的,青藏高原的熱源作用也可以影響全球大氣環流異常的區域分佈,甚至是一些在地理位置上並不靠近中國的地區。青藏高原上空南亞高壓的增強可以影響到上游地區(西亞、非洲北部、歐洲南部、以及熱帶大西洋)的環流和氣候異常,也能增強下游地區(西北太平洋)的海氣相互作用。

在全球變暖的背景下,青藏高原對於全球變暖的響應和影響也日趨凸顯。可能有人覺得都是幾千米高的地方又很少人居住,對我們普通人能有什麼影響呢?前面提到,青藏高原是“亞洲水塔”,冰川融化減少會影響到衆多河流流量,對下游地區的生活、農業供水都有影響。其次,氣溶膠污染物附着在冰川上更容易吸收太陽輻射,加速冰川冰雪融化,青藏高原覆蓋面的變化很可能導致亞洲地區季風循環的變化,進一步影響亞洲的降水分佈。考慮到上下游效應,青藏高原熱力作用的變化可以影響到更遠地區甚至全球氣候。因此需要以更加全面的角度去研究青藏高原的影響,研究海洋、陸地、大氣各個圈層的相互作用。

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