青藏高原對我國天氣氣候影響有多大？
發(fā)布日期：2017-03-28 閱讀數(shù)（）
最近一段時間，我國北方天氣以晴好為主，而長江流域卻一直持續(xù)陰雨天氣。其實，每年3月至5月，冷空氣從北方來，暖濕氣流從南方來，兩者在長江流域以南匯合，形成降水。這與青藏高原關(guān)系密切。在距今大約2.4億年前，由于地殼板塊運動，分離出來的印度板塊以較快的速度向北移動、擠壓，其北部發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺斷裂和抬升；隨著印度板塊繼續(xù)向北插入古洋殼下，到了距今約8000萬年前，藏北地區(qū)和部分藏南地區(qū)脫離海洋成為陸地，最終形成當(dāng)今地球上的“世界屋脊”——青藏高原。
青藏高原的特點可總結(jié)為“五個度”，即尺度、經(jīng)度、緯度、高度和坡度：它橫跨歐亞大陸，位于歐亞大陸東部，處于東西風(fēng)帶交界處、歐亞大陸的副熱帶地區(qū)，高度可達(dá)對流層中高層，東部、南部地形陡峭。青藏高原占據(jù)中國國土面積的1/4，成功地將中緯度地區(qū)和熱帶地區(qū)的氣候分離開。青藏高原的高度很高、范圍很廣，西風(fēng)帶中的氣流遇到它就會形成波動，就像在河道里水流遇上石頭一樣，所產(chǎn)生的波動會影響下游地區(qū)，影響范圍可以遠(yuǎn)達(dá)美洲大陸。
在氣象學(xué)中有一個特殊的現(xiàn)象。在副熱帶地區(qū)，如果地面有個巨大的熱源，它對空氣加熱，使低層空氣形成一個氣旋式環(huán)流，而高層則形成反氣旋式的環(huán)流；如此一來，東面會產(chǎn)生上升運動，形成云，進(jìn)而形成降水，而西面則是下沉運動，形成干暖天氣。這就被稱為熱力適應(yīng)。青藏高原平均海拔可達(dá)到4000米，矗立在對流層中。由于熱力適應(yīng)作用，低層水汽和污染物就會隨著抽吸作用“躥”到對流層的中上層，甚至可以到達(dá)平流層。這在別的地方是很不容易發(fā)生的。
在尼泊爾方向，青藏高原坡度極其陡峭，南面平坦的陸地只有幾百米高，隨后海拔高度便急劇上升，從離海平面不遠(yuǎn)一下到對流層中高層。如此大的坡度，使得它對空氣的加熱作用非常巨大。
為何這種加熱如此重要？這要從降水開始講起。大氣中的水汽分布很特殊，85%的水汽都集中在近地面3公里的大氣中；而云和降水的形成多在3公里以上的大氣中。青藏高原的這種抽吸作用會把水汽輸送到高空。又由于加熱作用，水汽會沿著高原南坡往上“爬”，形成云和降水。
青藏高原到底是如何扮好“感熱加熱氣泵”這個角色，從而影響我國季風(fēng)氣候呢？海洋和大陸的熱狀況是不同的。可以想像的是，在夏天，光腳踩在太陽照射下的石頭上，我們會感覺到燙；在冬天，光腳踩在太陽照射下的石頭上，我們會感覺到冷，因為石頭儲熱和釋熱能力（即熱慣性）很低。由于海水熱慣性大，當(dāng)遇到強(qiáng)的太陽輻射時，它可以把熱量存起來，而當(dāng)太陽輻射能量弱時，它會把熱量釋放出去，所以海水在冬夏季節(jié)中的變化不是很大。這就是海陸熱力差異。而近地面空氣都是從冷的地方跑向熱的地方，因為冷的地方氣壓高、暖的地方氣壓低。這就形成冬夏兩種方向完全相反的盛行風(fēng)，并給我國帶來冬夏明顯天氣氣候的變化，我們稱之為季風(fēng)。
在冬季，青藏高原阻擋了中國低空的西風(fēng)氣流，使之分為南、北兩支氣流，北支氣流經(jīng)中國西北、華北、東北和華東等地區(qū)流向太平洋；南支氣流則在流過青藏高原南側(cè)后轉(zhuǎn)變成溫度較高、濕度較大的西南氣流，影響我國四川、貴州、云南、華南及長江中下游地區(qū)。這兩支氣流最后在青藏高原東部東經(jīng)110°附近匯合，風(fēng)速加強(qiáng)，會形成一個西風(fēng)急流。
1957年，葉篤正先生和他的合作者在全球第一次提出青藏高原熱力作用會影響全球氣候這一現(xiàn)象，并建立了青藏高原氣象學(xué)。在葉篤正先生發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，我國氣象學(xué)家針對青藏高原感熱氣泵效應(yīng)開展了大量研究。他們在模式中對青藏高原地形進(jìn)行加熱、部分加熱、不加熱，模擬周圍風(fēng)場和垂直風(fēng)場。模擬試驗發(fā)現(xiàn)，對青藏高原完全加熱，除了高原地區(qū)有上升運動外，周圍地區(qū)（阿拉伯海、孟加拉灣）的空氣都會流到高原上，從而會增加上升運動，形成輻合；當(dāng)對高原頂部不加熱而保留側(cè)面加熱時，仍然可以將周圍大氣抽吸到高原上，形成很強(qiáng)的上升運動，而未加熱的頂部就沒有上升運動；當(dāng)只對高原頂部加熱時，上升運動只發(fā)生在頂部，周圍大氣不受任何影響。由于對高原的側(cè)面加熱，低層大氣會帶著水汽向上運動從而形成云和降水。這就是青藏高原加熱氣泵效應(yīng)。
夏季，在歐亞大陸上空10公里至16公里處有南亞高壓，這是夏季地球上最強(qiáng)的高壓。觀測統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，南亞高壓中心要么出現(xiàn)在青藏高原上空，要么出現(xiàn)在伊朗高原上空。陶詩言先生等科學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)南亞高壓的位置分別在東、西兩個方向上空出現(xiàn)時，造成的降水分布也不一樣：如果南亞高壓出現(xiàn)在伊朗高原上空，我國東部及日本便會少雨，青藏高原南部和印度北部雨水增加；如果其出現(xiàn)在青藏高原上空，青藏高原南部和印度北部就會少雨，我國東部及日本則會多雨。南亞高壓中心位置的這種變化主要就是由青藏高原的加熱作用改變形成的，異常高壓中心形成后就向西移動并逐漸消失，過一段時間之后，又會有新的異常高壓中心生成，再向西移動，如此反復(fù)作準(zhǔn)雙周振蕩，所以才會出現(xiàn)我國夏季一段時間多雨，一段時間少雨的現(xiàn)象。這是青藏高原和海洋共同作用對于氣候短期變化的影響。
大家都知道厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象。在厄爾尼諾年，夏季風(fēng)暴發(fā)都偏遲，因為海洋太暖和了，海陸狀態(tài)要轉(zhuǎn)換成南冷北暖的夏季型難度太大；而如果是拉尼娜年，海水本來就比較冷，所以變成夏季型比較容易。這就是青藏高原和海洋對于氣候年際變化的影響。
那么青藏高原和氣候年代際變化有何關(guān)系呢？對上世紀(jì)50年代至本世紀(jì)初我國降水分布及青藏高原熱力作用的研究發(fā)現(xiàn)，上世紀(jì)80年代至世紀(jì)末青藏高原的熱力作用逐年減弱時，我國東部雨帶逐漸向南方移動，南澇北旱；自上世紀(jì)90年代末至本世紀(jì)初，夏季青藏高原熱力作用逐漸增強(qiáng)，我國夏季東部的雨帶也逐漸北抬。這兩者有一定的因果關(guān)系。
隨著對青藏高原的研究逐漸增多，我們發(fā)現(xiàn)青藏高原上的觀測數(shù)據(jù)資料實在是太少了。因此中國氣象局從今年開始，準(zhǔn)備用十年的時間，聯(lián)合青藏高原周邊的省在高原上增加氣象和氣候的觀測布點，使國家級地面氣象觀測站達(dá)453個、區(qū)域自動氣象觀測站達(dá)6754個、土壤水分觀測站達(dá)460個。不僅如此，在“風(fēng)云”系列氣象衛(wèi)星研制上也下大力氣，增強(qiáng)對青藏高原的空基觀測能力。與此匹配，國家自然科學(xué)基金委員會在2013年也論證通過并啟動了為期十年的重大研究計劃“青藏高原地－氣耦合系統(tǒng)變化及其全球氣候效應(yīng)”。這些措施將會有力推動青藏高原研究的進(jìn)展，提高天氣氣候的預(yù)報預(yù)測能力。
青藏高原是控制大氣環(huán)流的重要因子，它通過全球能量和水分循環(huán)影響著區(qū)域和全球的氣候及其變化。未來，氣象學(xué)者將充分利用新建的高原及周邊氣象科研-業(yè)務(wù)綜合探測，認(rèn)識青藏高原地-氣耦合過程、青藏高原云降水和水循環(huán)過程以及對流層-平流層相互作用過程，建立青藏高原資料庫和同化系統(tǒng)，完善青藏高原區(qū)域和全球氣候系統(tǒng)數(shù)值模式，揭示青藏高原影響區(qū)域與全球能量和水分循環(huán)的機(jī)制，把我國青藏高原大氣科學(xué)研究進(jìn)一步推向世界舞臺，并處于國際領(lǐng)軍地位。
