青藏高原：瞩目的不止“身材”，还有影响力丨大气悟理
2020/7/28 7:35:17 中科院之声

     编者按：看寒来暑往云卷云舒，思古往今来气候变迁，中科院之声与中国科学院大气物理研究所联合开设“大气悟理”，为大家介绍大气里发生的有趣故事，介绍一些与天气、气候和环境相关的知识。

     青藏高原被称为世界“第三极”，与遥远的南北极相比，我们可以更加方便地去游玩，但是正如现实生活中有很多“熟悉的陌生人”那样，除了沉迷于青藏高原静美的雪山、无垠的草原、湛蓝深邃的天空之外，你知道青藏高原在其他方面也有强大的影响力吗？比如与你我生活息息相关的天气气候。

    

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     青藏高原：“五维一体”的影响力

     如果按照海拔高度在1000米以上的标准来定义高原，那么海拔平均4000米以上的青藏高原可以称为高原中的高原了(达到对流层高度的1/3，最高峰珠穆朗玛峰达到对流层高度2/3)，是当之无愧的“世界屋脊”。除了海拔最高，它还是全球面积最大的高原：青藏高原东起横断山脉，西至帕米尔高原，北靠昆仑山脉，南达喜马拉雅，东西横贯30个经度，南北纵跨15个纬度，面积约为250万平方千米，几乎是我国大陆国土面积的1/4。

    

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     我国位于亚洲季风区，印度洋和西太平洋是重要的水汽来源地，青藏高原就如同一堵高耸的墙，挡在西南方水汽输送的路上。青藏高原南坡的南亚各国降水丰沛，而我国西北内陆地区则十分干旱，因此有不少人大开脑洞，想给喜马拉雅山炸个口子来解决西北干旱的问题(相关链接：给喜马拉雅山炸个口子真能行？)。

     其实，仅靠海陆热力差异形成的风是很难将水汽输送到欧亚大陆内部的，就算没有青藏高原，西北地区也不会变得雨水非常充沛。而青藏高原的隆起，虽然增强了西北地区的干旱，但是作为“亚洲水塔”，青藏高原是东南亚、南亚，甚至中亚地区众多江河的发源地，包括我国重要的黄河、长江。没有它的存在，我国的长江三角洲也无法变成鱼米之乡。

    

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     青藏高原不仅对南北向的风有阻挡作用，东西向的风也受到它的影响。高空西风急流被青藏高原分为南北两支，北部形成高压脊，南部形成低压槽。高压脊有利于下沉运动，因此高原北侧盛行下沉气流，加剧了西北地区的干旱。南北两支气流在长江中下游地区汇合，四川盆地上空气流相对静止，是造成这里多云雾的原因之一。青藏高原的存在也有利于下游出现比较定常的长波槽脊，比如大名鼎鼎的“东亚大槽”，它是影响我国天气气候的重要系统之一。

    

     四川骑龙坳云雾，这里曾被中国国家地理杂志评选为再发现四川100个“最美观景·拍摄点”(图片来自网络)

     水平尺度大，垂直高度高、坡度陡、经度和纬度地理位置重要，高原可以通过热力作用和动力强迫(对气流的阻挡屏蔽，促使气流爬升、分支等作用)影响其上空大气的水分交换、能量输送和物质输送等等，青藏高原的“五维一体”特征使其对区域和全球气候具有重要影响。

    

     航拍青藏高原(图片来源：ZOL论坛)

     “海陆空”合作，影响更全面

     近些年，我们将机场、公路甚至5G基站都搬上了青藏高原，虽然与青藏高原的物理距离变得“这么近”，但是对它的科学认识依然“那么远”。尤其是青藏高原作为气候变化敏感区，在过去几十年里增暖速度显著高于全球平均。随着科学认识不断增强，气象学家们认为不能孤立地研究青藏高原对区域气候的影响，要进一步理解与青藏高原相关的周围和全球海洋-陆地-大气之间的相互作用机制。

    

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     2013年，为深入理解上述问题，提高天气预报和气候预测水平，国家自然科学基金委员会发起了为期10年的“青藏高原地-气耦合系统变化及其全球气候效应”(LASTPIC)重大研究计划。该计划的成果之一《青藏高原相关的海陆气相互作用及其气候影响》近期发表在《国家科学评论》(National Science Review, NSR)期刊，该文由中科院大气物理研究所刘屹岷团队与校外合作者共同完成，系统总结了过去6年中的研究成果，对青藏高原-伊朗高原(TIP)动力耦合系统的形成、其对邻近地区和北半球气候的影响，以及与海洋协同影响亚洲气候的机理等进行了阐述。

    

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     文章指出，夏季青藏高原、伊朗高原的表面抬升加热作用，以及南亚季风区的水汽输送和季风降水导致的大气凝结潜热(水汽分子变为液态水释放热量)加热共同构成了亚洲季风区内部的相互反馈的耦合系统(TIPS)，为亚洲夏季风的形成和维持提供大尺度上升运动环流背景。同时，夏季青藏高原表面的加热异常可以影响亚洲气候，20世纪末发生在我国的“南涝/北旱”格局等气候现象，与青藏高原表面热力强迫的减弱有关。

    

     SH感热(由于大气运动从地面向大气传输的热量)，LH水汽凝结潜热，TP青藏高原，IP伊朗高原，绿色箭头水汽输送。

     由于大气是连续流动的流体，各个区域的大气并不是孤立存在的，青藏高原的热源作用也可以影响全球大气环流异常的区域分布，甚至是一些在地理位置上并不靠近中国的地区。青藏高原上空南亚高压的增强可以影响到上游地区(西亚、非洲北部、欧洲南部、以及热带大西洋)的环流和气候异常，也能增强下游地区(西北太平洋)的海气相互作用。

    

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     在全球变暖的背景下，青藏高原对于全球变暖的响应和影响也日趋凸显。可能有人觉得都是几千米高的地方又很少人居住，对我们普通人能有什么影响呢？前面提到，青藏高原是“亚洲水塔”，冰川融化减少会影响到众多河流流量，对下游地区的生活、农业供水都有影响。其次，气溶胶污染物附着在冰川上更容易吸收太阳辐射，加速冰川冰雪融化，青藏高原覆盖面的变化很可能导致亚洲地区季风循环的变化，进一步影响亚洲的降水分布。考虑到上下游效应，青藏高原热力作用的变化可以影响到更远地区甚至全球气候。因此需要以更加全面的角度去研究青藏高原的影响，研究海洋、陆地、大气各个圈层的相互作用。

     参考文献：

     1. Yimin Liu, Mengmeng Lu, Haijun Yang, Anmin Duan, Bian He, Song Yang, Guoxiong Wu, Land–atmosphere–ocean coupling associated with the Tibetan Plateau and its climate impacts, National Science Review, Volume 7, Issue 3, March 2020, Pages 534–552, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa011

     2. 吴国雄，刘屹岷，刘新等. 青藏高原加热如何影响亚洲夏季的气候格局. 大气科学.2005.

     3. Wu, G. X., Y. M. Liu, B. He, Q. Bao, A. M. Duan, and F. F. Jin, 2012: Thermal Control on the Asian Summer Monsoon. Sci. Rep., 2, 404; DOI: 10.1038/ srep00404.

     4. 段安民,肖志祥,王子谦.青藏高原冬春积雪和地表热源影响亚洲夏季风的研究进展[J].大气科学,2018,42(04):755-766.

     来源：中国科学院大气物理研究所

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