青藏高原土壤湿度及其与中国东部夏季降水的关系

青藏高原春季土壤湿度异常对我国夏季降水影响的模拟研究
青藏高原春季土壤湿度异常对我国夏季降水影响的模拟研究
利用耦合的全球海气模式(NCAR CCSM3),对青藏高原春季土壤湿度异常影响我国夏季7月降水的机制进行了数值模拟.结果表明,高原6～62 cm深度的中层土壤湿度异常与表层土壤湿度异常有很好的一致性,相对而言,中层土壤湿度异常的持续性较好.若5月高原中层土壤偏湿,则春末至夏初高原地面蒸发、潜热通量增加,而感热通量、地面温度降低,高原表面的加热作用减弱,使得印度高压西撤偏晚,环流系统的季节性转换偏晚,东亚地区形成有利于我国夏季出现第I类雨型的环流分布形势,使我国东部雨带偏北,华北地区多雨,江淮地区降水偏少,华南地区降水偏多;反之亦然.
作者：王瑞李伟平刘新王兰宁 WANG Rui LI Wei-ping LIU Xin WANG Lan-ning 作者单位：王瑞,WANG Rui(中国科学院,青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程实验室,北京,100085;中国科学院研究生院,北京,100049)
李伟平,王兰宁,LI Wei-ping,WANG Lan-ning(中国气象局,国家气候中心,北京,100081)
刘新,LIU Xin(中国科学院,青藏高原研究所青藏高原环境变化与地表过程实验室,北京,100085)
刊名：高原气象ISTIC PKU英文刊名：PLATEAU METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 28(6) 分类号：P461~+.4 关键词：青藏高原土壤湿度数值模拟夏季降水 Tibetan Plateau Soil moisture Numerical simulation Summer rainfall。

浅谈青藏高原对我国气候的影响地形是影响气候的主要因素之一。

被称为“世界屋脊”的青藏高原，雄踞在亚洲的中部，位于我国的西南部。

它南起27°N，北止40°N，纵跨纬度13°；总面积约230万平方千米；平均海拔4500米。

地域之广阔，地势之高峻，是世界上其它高原所无法比拟的。

如此雄姿，不仅使它本身形成了非地带性的高原气候，而且由于它的存在，对北半球西风气流的东进、东亚的季风环流起屏障作用；同时它又对造成我国东部地区大雨或暴雨的西南低涡的产生起着重要的作用。

首先，在冬季，北半球的西风带南移。

由于高大的青藏高原的存在，使三四千米以下的西风气流分成南北两支急流。

北支在高原西北部形成西南气流，给高原北侧，新疆中部的天山地区带来一定的湿度。

当这支气流再绕过新疆北部以后和南下的极地大陆气团汇合，转为强劲的西北气流，使我国冬季风的势力增强，并向南伸展得很远。

南支气流在高原的西南部形成西北气流，使本来就很干燥的南亚西北部雪上加霜，更加干燥（在世界气候类型困上，那里属于热带沙漠气候）。

当这股气流绕过高原南侧以后，又转为西南气流，掠过我国的云贵高原以后，继续向东北方向运动，直至长江中下游地区。

这股来自低纬度的暖性气流又往往是造成我国江南地区“暖冬”天气的重要因素。

这两支气流在长江中下游地区汇合东流，形成北半球最强大的西风带。

这支西风对我国东部地区的天气变化起着重要的作用（我们在卫星云图上所看到的过往我们上空的云，总是自西向东运动，其动力就是这股西风）。

与此同时，位于我国青藏高原东侧的四川盆地和汉中一带，恰在这南北两支气流之间，风力微弱，空气稳定，成为“死水区”，多云雾天气。

在夏季，北半球的西风带北移，西风南支气流消失，夏季风迅速向北推进，气旋活动频繁，我国东部季风区自南向北先后进入雨季。

到了10月以后，西风又逐渐南移，南支西风气流又重新出现，夏季风复退，冬季风又控制了我国东部南北。

综上所述，如果没有青藏高原的阻挡，我国大部分地区均能受到盛行西风带的影响，如是那样，我国的气候将会是另一番景象。

第43卷第5期2019年9月大气科学Chinese Journal of Atmospheric SciencesV ol.43No.5Sept.2019青藏高原夏季大气视热源与中国东部降水的关系的年代际变化张镇宏1蔡景就2乔云亭1简茂球11中山大学大气科学学院/季风与环境研究中心/广东省气候变化与自然灾害重点实验室，广州5102752广东省气象台，广州510640摘要基于1979～2017年欧洲中期天气预报中心（ECMWF ）提供的ERA-Interim 逐日再分析资料和热力学方程，本研究估算了大气视热源，分析研究了青藏高原夏季大气视热源的异常与中国东部降水关系的年代际变化，以及青藏高原大气视热源影响我国东部夏季降水的物理机制。

结果表明：（1）高原热源东、西部反相变化模态的重要性发生了年代际转变，表现为由1994年之前方差贡献相对小的第二变异模态变为1994之后方差贡献明显增大而成为第一主导变异模态。

（2）青藏高原夏季大气视热源的东、西反相变化模态与中国东部降水的关系存在年代际变化。

1993年之前和2008年之后，高原大气视热源的异常分别仅与长江下游降水和长江中游降水异常存在密切的联系；而在1994～2007年，其对长江流域及附近区域和华南地区的夏季降水的影响显著，具体表现为，当高原夏季大气视热源异常表现为东强西弱（东弱西强）时，长江中上游、江淮地区的降水偏多（少），华南地区降水偏少（多）。

（3）高原大气视热源显著影响我国东部夏季降水主要是通过经高原上空发展加强的天气系统东移过程影响长江流域及附近地区的降水，以及通过垂直环流影响华南地区的降水。

关键词青藏高原夏季大气视热源降水年代际变化文章编号1006-9895(2019)05-0990-15中图分类号P461文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18141Interdecadal Change in the Relation between Atmospheric ApparentHeat Sources over Tibetan Plateau and Precipitationin Eastern China in SummerZHANG Zhenhong 1,CAI Jingjiu 2,QIAO Yunting 1,and JIAN Maoqiu 11School of Atmospheric Sciences/Center for Monsoon and Environment Research/Guangdong Prince Key Laboratory for Climate Change and Natural Disaster Studies ,Sun Yat-sen University ,Guangzhou 5102752Guangdong Observatory ,Guangzhou 510640Abstract Based on the ERA-Interim reanalysis data provided by the European Centre for Medium Range Weather张镇宏,蔡景就,乔云亭,等.2019.青藏高原夏季大气视热源与中国东部降水的关系的年代际变化[J].大气科学,43(5):990-1004.ZHANGZhenhong,CAI Jingjiu,QIAO Yunting,et al.2019.Interdecadal Change in the Relation between Atmospheric Apparent Heat Sources over Tibetan Plateau and Precipitation in Eastern China in Summer [J].Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese),43(5):990-1004.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.1901.18141收稿日期2018-03-21；网络预出版日期2019-03-22作者简介张镇宏，男，1989年出生，硕士研究生，主要从事气候学研究。

盘点青藏高原对中国及周边地区气候环境的影响在小伙伴们的强烈要求下，今天就给大家系统阐述青藏高原给我国气候带来了哪些影响。

一，青藏高原的概况青藏高原位于北纬26°00′—39°47′,东经73°19′—104°47′,东西宽2800公里左右，南北长300—1500公里，她东，东北分别与秦岭山脉以西及黄土高原接壤，西接帕米尔高原及喀喇昆仑山脉，南接喜马拉雅山脉南边缘，北界昆仑山，阿尔金山及祁连山北缘等地，面积约250万平方公里，是我国面积最大，世界上最高的高原之一，素有世界屋脊第三极之美誉。

青藏高原是我国及周边邻国的一个重要地貌单元，在地貌上可以划分为藏南谷地，藏北高原，柴达木盆地，祁连山地，青海高原和川藏高山峡谷区六个部分，其中包括我国西藏全部及青海，新疆，甘肃，四川，云南部分和不丹，尼泊尔，印度，巴基斯坦，阿富汗，塔吉克斯坦，吉尔吉斯斯坦等地的一部分或者全部。

青藏高原海拔通常为3000-5000m,平均海拔4000m以上，除自身形成特殊的高原气候以外，对其它区域气候也有重要影响，具体表现为对气流机械动力和高原自身热力两方面。

因此，研究高原的大气环流特征及变化过程，对于揭示高原与周围大陆间能量输送及其相互转换具有十分重要的意义；而它又反过来制约着当地天气系统的发生发展。

同时，由于青藏高原地理环境的特殊性，她还是东亚，东南亚，南亚众多大河的发源地，这就为河流所流经地区沿线各国经济社会的发展提供了自然保障。

二，青藏高原对我国及其邻近地区气候环境影响青藏高原平均海拔在4000 m以上，占对流层中下部，如同大气和海洋上的大岛，对冬季层结比较稳定、厚度不大的冷空气来说是较难跨越的屏障，庞大巍峨的高原不仅自身形成特殊的高原气候还对东亚季风环流和我国气候产生重要的影响。

因此，研究高原及其附近地区天气气候系统特征，特别是它与夏季风之间关系具有十分重大的意义。

本文试图从动力学角度分析高原上夏季降水异常变化过程的成因。

青藏高原土壤湿度的变化特征及其对中国东部降水影响的研究进展王静;何金海;祁莉;吴志伟;施晓晖【期刊名称】《大气科学学报》【年(卷),期】2018(041)001【摘要】青藏高原土壤湿度受积雪与冻土的共同影响,能够记忆长时间的陆面干湿过程,是气候变化的重要因子,对随后的中国东部降水有预测意义.由于高原观测站点稀少,土壤湿度观测资料匮乏,致使现有相关研究大多是基于再分析资料、模式资料和卫星遥感资料(统称替代资料)进行的,且所得结论既有差异,也存在不确定性.因此本文首先综述了各种土壤湿度替代资料的适用性对比研究,进而讨论了青藏高原地区土壤湿度的变化特征及其对我国东部气候的影响.现有研究表明:1)资料对比研究指出,现有的各种替代资料对高原土壤湿度存在明显的高估或低估现象,且评估结论受评估指标和插值方法不同的影响.相对而言,SSM/I和风云3B的土壤湿度产品与实际观测资料相关性较好.2)高原土壤湿度具有多时间尺度变化特征和空间非均匀性,在年变化上具有显著的融冻特征,年代际变化趋势和年际特征呈现显著的区域性差异.SSM/I资料表明春季高原主体土壤湿度的年代际变化趋势呈现为增加的特征,与高原的增暖相一致;年际变率存在东、西两个高值区,与其相关的潜热、感热通量能共同激发遥相关波列影响我国长江流域降水;同时高原土壤湿度在垂直方向上具有一致性,在空间分布上具有南部边缘最大、由东南向西北递减的特征.3)前人对高原土壤湿度影响中国东部降水的结论各有不同,其可能原因之一是采用的替代资料及其适用性不同,其二是模式试验中忽略土壤湿度的空间差异性而带来的误差等.相关问题需要进一步深入研究.%The soil moisture over the Tibetan Plateau(TP),collectively affected by the snow cover and permafrost,has a long memory of wet and dry of land surface processes.Therefore,the soil moisture over TP,as an important factor of climate change,could be used to forecast the precipitation pattern in East China.However,because of rare observation stations over TP,the soil moisture observation in long time series is very deficient over TP.It leads to most of recent studies were based on reanalysis data,modeling data and satellite remote sensingdata(named substitute data).Moreover,their findings were uncertain and different from the others.Therefore,in this study,studies about the applicability of various kinds of substitute data are summarized firstly,then characteristic of the soil moisture over TP as well as its climate effect are discussed.1) Comparison shows that current substitute data of soil moisture has significant over-or under-valuation over TP.Different conclusion could be drew according to various evaluation indicators and interpolation paratively speaking,soil moisture products of SSM/I and FY 3B are in good correlation with observations.2) Soil moisture over TP has significant variations in multitime timescale and remarkable spatial inhomogeneity in decadal trend pattern and interannual characteristic.There is significant ascending trend in spring soil moisture over TP based on SSM/I,in agreement with remarkable warming over TP.Two large interannual variation centers exit in east and west TP,whose related latent heat flux and sensible heating flux could motivate teleconnection wave train to affect precipitation anomaly in Yangtze River.3) Previous studies is different with each other about the effect of soilmoisture over TP on precipitation over East China.One of the possible reason is that their substitute data is various with different applicability.Another reason may be the spatial inhomogeneity ignored in modeling design.Related issues need further research.【总页数】11页(P1-11)【作者】王静;何金海;祁莉;吴志伟;施晓晖【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,江苏南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,江苏南京210044;复旦大学大气科学研究院,上海200433;中国气象科学研究院,北京100081【正文语种】中文【相关文献】1.青藏高原东部土壤湿度变化及其与中国降水的关系 [J], 张雯;王磊;陈权亮2.青藏高原东部夏季降水凝结潜热变化特征分析 [J], 曹毅;范广洲;赖欣;华维;张永莉3.青藏高原东部土壤湿度变化及其与西南地区降水的关系 [J], 施晨晓;4.青藏高原中东部夏季极端降水年代际变化特征 [J], 曹瑜;游庆龙;马茜蓉5.青藏高原土壤湿度及其与中国东部夏季降水的关系 [J], 刘昕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

青藏高原对我国气候的影响及原因一、对气温的影响1.机械阻挡作用青藏高原海拔高、面积大、矗立在29°?D40°N间，南北约跨10个纬度，东西约跨35个经度，有相当大的面积，海拔在5000m以上，有一系列的山峰超过7000?D8000m，占据对流层中低部，犹如大气海洋中的一个巨大岛屿，对于冬季层结稳定而厚度又不大的冷空气是一个较难越过的障碍。

从西伯利亚西部侵入我国的寒潮一般都是通过准噶尔盆地，经河西走廊、黄土高原而直下东部平原，这就导致我国东部热带、副热带地区的冬季气温远比受西藏高原屏障的印度半岛北部为低。

表6?10中A、C、E三站位于印度半岛北部，其冬季各月平均气温皆分别比同纬度、同高度的B、D、F三站为高，其中尤以C、D两站的差异最大。

这是由于D站沅陵正位于高原以东的平原上，寒潮畅通无阻，而C站德里又位于高原以南的正中地位，屏障效应十分显著的缘故。

冬季西风气流遇到青藏高原的阻障被迫分支，分别沿高原绕行。

从冬季北半球700hPa与500hPa月平均气温图上可以清楚地看出，在高原北部冬季各月都是西北侧暖于东北侧，高原南半部，则东南侧暖于西南侧，这显然是受到上述分支冷暖平流的影响所致。

因西风在高原西侧发生分支，于是高原西北侧为暖平流，西南侧为冷平流，绕过高原之后，气流辐合，东北侧为冷平流，东南侧为暖平流。

夏季青藏高原对南来暖湿气流的北上，也有一定的阻挡作用，不过暖湿气流一般具有不稳定层结，比冷空气易于爬越山地。

从夏季月平均气温分布图上可以看出，由巴基斯坦北部和东北部阿萨姆两个地区总是有两个伸向西藏方向的暖舌，其中有一部分暖湿气流越过高原南部的山口或河谷凹地，流入高原南部，这是形成雅鲁藏布江谷地由东向西伸展的暖区的重要原因。

青藏高原阻滞作用对气温的影响，不仅出现在对流层低层，并且波及到对流层中层。

根据我国衢县与同纬度德里各高度上月平均气温的比较，可以看出在500hPa及其以下各层的气温皆是衢县低于德里，尤其是冬半年的差异更大。

青藏高原春季土壤湿度与夏季降水的关系作者：高佳佳杜军卓嘎来源：《大气科学学报》2021年第02期摘要应用SVD方法对1981—2018年青藏高原春季土壤湿度和高原地区夏季降水进行诊断。

结果表明：土壤湿度前两个模态累积协方差百分比达到了61.15%，左右场展开序列的时间相关系数均为0.78，反映两场关系的主要特征。

土壤湿度场表现出南北相的一致性，而降水场的一致性较差。

第一模态说明青藏高原北部春季土壤湿度较大时，对应高原北部地区和东南部地区夏季降水偏少。

第二模态说明高原大部分地区春季土壤湿度较大时，高原北部、中部地区夏季降水偏多，南部夏季降水偏少。

从合成500 hPa环流场和可降水量场看，在高原春季土壤湿度偏大的年份，环流形势表现为“-+-”形式，正距平中心位于高原南部和印度北部地区，且有槽存在时，会导致地面降水量增多。

关键词青藏高原;土壤湿度;夏季降水;SVD;大气环流土壤湿度作为陆面与能量、物质交换的重要物理量，可以通过改变地表反照率、土壤热容量和感热、潜热通量等，影响和改变地表大气能量与水分交换，进而对大气环流、气温、降水等产生显著影响。

土壤湿度偏大时，蒸发量增加，大气中的水汽增多，利于局地降水。

此外，土壤湿度的梯度变化会导致海陆温度差异，影响大尺度环流和降水。

由于土壤湿度具有较长时间尺度的“记忆性”，在气候变化中被作为前兆信号来研究长期天气预报和短期气候预测（Chahine，1992;李崇银，1995;郭维栋等，2007）。

不少学者通过数值模拟试验诊断来分析土壤湿度和降水的关系。

Rowntree and Bolton （1983）和Dimeyer（2000）通过敏感性数值试验指出，土壤湿度增加可使未来的气温降低、降水持续，GCM模式显示在气候的干湿过渡带，土壤湿度对降水预报具有较强的指示作用。

Chow et al.（2008）、梁乐宁和陈海山（2010）通过区域气候模式发现长江流域1998年和1995年高原春季土壤偏湿，地表潜热较大，地面温度较低，进而导致东亚季风强度偏强，长江流域降水偏多。

青藏高原春季冷暖对我国东南地区春夏转换时期降水异常的影响杜萌萌;刘晓东【摘要】目的分析青藏高原主体部分(80°～100°E,27.5°～37.5°N)春季气温与中国东南地区春末夏初降水量变化的关系,为区域短期气候预测提供依据.方法运用滑动平均、距平、合成分析等方法分析了高原春季冷暖与中国东南地区春夏转换时期降水异常的相关性,进而讨论了与之相联系的大气环流特征.结果表明春季高原暖年中国东南地区晚春降水量偏多,初夏降水量偏少;春季高原冷年中国东南地区晚春降水量偏少,初夏降水量偏多.结论青藏高原春季持续偏冷或偏暖,春季对中国东南地区春夏转换时期降水异常带来明显影响.【期刊名称】《西北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(040)002【总页数】5页(P314-318)【关键词】青藏高原;春季气温;中国东南地区;春夏转换时期降水【作者】杜萌萌;刘晓东【作者单位】中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;中国科学院,研究生院,北京,100049;中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,陕西,西安,710075;西安交通大学,人居环境与建筑工程学院,陕西,西安,710049【正文语种】中文【中图分类】P426.615被称为“世界屋脊”和“地球第三极”的青藏高原,平均海拔在4 000 m以上,作为抬高的大气热源,可以直接加热对流层中上层大气,青藏高原的热力作用可以影响亚洲甚至全球大气环流,尤其是对东亚夏季风环流异常和旱涝的作用受到众多学者的关注[1-4]。

叶笃正等[1]曾指出,青藏高原夏季是一个热源,而在冬季是一个冷源。

近年来不少学者研究了高原热源对我国不同地区降水的影响。

赵平和陈隆勋[5]分析了1961—1995年青藏高原地区年平均的热量源汇,发现高原热源汇有明显的年代季变化。

他们提出高原4月的热源对随后我国东部地区夏季降水变化有一定指示意义,与华南和华北地区的夏季降水有负相关,而与江淮流域降水呈明显的正相关。

青藏高原土壤湿度对黄河流域夏季降水的影响 土壤温湿度记录仪：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒｓｆｙｑ．ｃｏｍ／ 记录仪：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｓｇｊｌｙ．ｃｏｍ／李理1，李栋梁2（1.张家口市气象局，张家口，075000；2.南京信息工程大学，南京，210044）摘要：本文利用NCEP再分析资料、1958年-2008年黄河流域40个气象点的降水资料研究了青藏高原春季土壤湿度的时空变化规律和黄河流域夏季降水的时空变化规律，并分析了青藏高原春季土壤湿度对黄河流域汛期降水的影响，及其可能机制。

结果表明：高原近30a的土壤湿度有下降的趋势；黄河流域降水也有微弱的下降趋势。

高原4月浅层的土壤湿度与黄河中游流域夏季降水有正相关关系。

若高原4月浅层土壤偏湿，则副高偏北偏西，东亚地区形成有利于我国夏季出现第Ⅰ类雨型的环流分布形势，我国的东部雨带偏北偏西，使得黄河中游流域降水偏多。

关键词：青藏高原；土壤湿度；黄河流域；夏季降水1 引言土壤湿度通过改变地表反照率、热容量和向大气输送的感热、潜热等途径影响气候，被认为是陆面过程中重要的物理量之一。

有观点认为，土壤湿度是影响气候变化的仅次于海表温度的第二大因子，而在中高纬，其对气候的影响甚至与海洋相当。

青藏高原平均海拔在4000米以上，主体的高度可达对流层中部。

这种独特的地形特征不仅使其本身具有独特的高原气候，而且对东亚季风环流和全球的气候都有一定的影响。

高原热力作用是影响东亚环流的重要因子，其强度依赖于太阳辐射强度和大气层及地面物质吸收太阳强度的物理属性。

这两者又都和环流及天气状态有关，到目前为止，高原上的云量观测和预报依然很困难，相比之下，土壤湿度却是可以观测和预估的。

因此，通过土壤湿度状况来探讨高原热力作用及其对亚洲季风和黄河流域降水的影响就具有了一定的优势。

对土壤湿度的各种气候效应的研究发现：土壤湿度的季节性差异对大气的季节变化有着非常重要的作用。

有研究者指出[1]，较干的土壤可使后期的较高的气温、较少的降水，湿土壤则相反。