青藏高原西南部新的水汽通道的發(fā)現(xiàn)
地學(xué)中心博士生董文浩和林巖鑾副教授在《自然-通訊》發(fā)表論文
首次揭示印度平原的深對(duì)流為青藏高原西南部提供了夏季降水來(lái)源
清華新聞網(wǎng)3月8日電 雖然遠(yuǎn)離大洋，又被高聳的喜馬拉雅山脈阻擋，青藏高原西南部夏季降水還是可以達(dá)到300毫米左右。相反，北美的亞利桑那和南美智利雖然離海較近，上游阻擋的山脈比喜馬拉雅山脈還低，但降水稀少，并形成一些沙漠。這是為什么呢？
3月7日，地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心林巖鑾副教授指導(dǎo)的博士生董文浩以第一作者的身份在《自然-通訊》（Nature Communications）上，發(fā)表了題為“印度平原深對(duì)流影響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)的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，印度平原上的深對(duì)流系統(tǒng)為青藏高原夏季降水提供了主要來(lái)源，這意味著未來(lái)印度季風(fēng)的變化，通過(guò)影響對(duì)流的發(fā)生發(fā)展將直接影響到青藏高原夏季降水變化，進(jìn)而影響到高原上冰川的增長(zhǎng)和消退。
上圖顯示從印度平原(CEI)向青藏高原西南部(SWTP; A—B)水汽輸送的兩條路徑：1. 傳統(tǒng)爬坡(upslope)的路徑， 2.新發(fā)現(xiàn)的先抬升后平流(up-and-over)的路徑，以及它們所對(duì)應(yīng)的降水的剖面圖。可以看到先抬升后平流(up-and-over)輸送貢獻(xiàn)了青藏高原西南部大部分的降水（圖中上部紅色線所示）。這一現(xiàn)象也被當(dāng)?shù)氐臍庀笥^測(cè)人員注意到，下圖照片顯示了源源不斷從印度平原進(jìn)入高原的云和降水。
觀測(cè)資料和全球氣候模式模擬結(jié)果均發(fā)現(xiàn)青藏高原西南部的夏季降水和印度平原上的降水有緊密聯(lián)系。這種聯(lián)系不僅表現(xiàn)在季節(jié)尺度上，而且也表現(xiàn)在天氣尺度上。由于高聳的喜馬拉雅山脈的阻擋作用，傳統(tǒng)認(rèn)為的過(guò)山氣流爬坡(upslope)的水汽輸送是非常有限的，從而很難維持這種緊密的聯(lián)系。通過(guò)高分辨率衛(wèi)星資料分析發(fā)現(xiàn)，這一聯(lián)系實(shí)際上主要是通過(guò)一條先抬升后平流(up-and-over)的水汽通道實(shí)現(xiàn)的，即印度平原上的對(duì)流系統(tǒng)把水汽和水成物攜帶到中高空，然后中高空的西南氣流將這些水成物輸送到青藏高原西南部，并最終形成降水（如圖所示）。這一全新發(fā)現(xiàn)不僅得到衛(wèi)星觀測(cè)的證實(shí)，也能從降水中氧18同位素觀測(cè)推導(dǎo)得出。在此基礎(chǔ)上通過(guò)設(shè)計(jì)水汽后向軌跡模擬實(shí)驗(yàn)和區(qū)域模式(WRF)敏感性試驗(yàn)，清楚展示了青藏高原夏季降水的來(lái)源，進(jìn)一步證實(shí)了這一水汽通道存在的真實(shí)性和重要性。最后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出青藏高原西南部一半以上的夏季降水和這一水汽通道有關(guān)。全球氣候模式預(yù)估未來(lái)印度季風(fēng)降水增加，這意味著高原西南部也將變濕，從而影響高原上的生態(tài)和冰川的物質(zhì)平衡。
地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心林巖鑾副教授為通訊作者，地學(xué)中心喬納森·懷特副教授等，普林斯頓大學(xué)明毅教授，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所王磊研究員及田力德研究員為該論文的合作者。
【附】文獻(xiàn)鏈接：http://www.nature.com/ncomms/2016/160307/ncomms10925/full/ncomms10925.html
Dong, W. et al. Summer rainfall over the southwestern Tibetan Plateau controlled by deep convection over the Indian subcontinent. Nat. Commun. 7:10925 doi: 10.1038/ncomms10925 (2016).
供稿：地學(xué)中心 編輯：襄樺
