概念
青藏高原天氣學是指對青藏高原的地形及氣候特點做出研究、分析以及氣候預報的一門學科。青藏高原是世界上地形最複雜的大高原,它具有獨特的天氣氣候特徵,更重要的是,它不僅對中國、對亞洲,而且對全球
大氣環流和天氣氣候的形成都有重要的作用。
研究簡史
很早以前,人們就對青藏高原不僅對它自身而且對周圍天氣有重大影響這一發現而感到疑惑。所以,國內外氣象學家很早就開始研究青藏高原。
早在十九世紀末和二十世紀初,國外一些探險家和旅行家們跋山涉水收集了一些零星的氣象資料。由於這些資料是在不同地方、不同高度、不同時間以及各種各樣地形條件下測到的,還不能據此得出詳細的具體的科學概念。直到本世紀30年代,中國氣象學、地學家
竺可楨、
徐近之等根據青藏高原建立的幾個有限的氣候站的資料,發表了早期的幾篇論文,這個時期的研究還只能是對高度本身的天氣氣候的分析。直到40年代開始注意到高原對周圍大氣環流和天氣氣候的影響,但這些工作主要還是根據地面上的資料作出的,在某種程度上說還僅僅是一種推論。
高空探測網的建立把青藏高原氣象的研究推進到一個新的階段,
葉篤正首先發現並證實了青藏高原對西風的機械阻擋所引起的分支現象。在50年代,隨著中國高空氣象探測網迅速建成,他和
顧震潮等人在上述基礎上又作了許多工作。
陶詩言、葉篤正、
朱抱真等從觀測研究和動力研究發現和證實了青藏高原對大氣環流的季節突變,對常定行星系統的形成、對西風帶移動性槽脊的影響等許多事實。與此同時,廣大業務和研究工作者還針對高原特點提出了一套適合青藏高原地區使用的分析預報方法,初步了解到青藏高原天氣系統的特殊性質和活動規律。
60年代以來,理論研究的主攻方向從高原的機械動力影響轉向熱力影響,特別在數值摸擬試驗的方法被套用到探討大氣環流研究的領域以後,高原影響作為大氣環流形成的主要因子之一進行許多有成效的試驗。在這個階段中,初步弄清了青藏高原在冬季是一個冷源,而在夏季是一個強大的熱源,以及作為冷熱源對高原季風和東皿季風的影響,其中Hohrt和Martabe對東亞夏季風的摸擬最成功,從而肯定了青藏高原對東亞季風氣候形成的巨大作用。
近十幾年來中國科學院開展了
流體力學摸擬試驗,成功的摸擬出青藏高原的動力影響和熱力影響的許多事實。此外,在這一階段中天氣學和診斷分析研究也取得很大的進展,陶詩言等首先發現夏季活動於青藏高原上空的
南亞高壓的東西振盪與西太平洋
副熱帶高壓的進退有一定的關係,在這個基礎上所進行的一系列的研究,進一步確證它的強度、位置、活動對中國東部季節的轉換,
汛期降水的多寡,伏旱期的長短等都有密切的關係。這些研究已套用於中長期預報,收到了明顯的效果。
研究內容
青藏高原天氣學的主要研究內容有:
①青藏高原主要的基本要素場的平均狀態,即青藏高原天氣學的事實基礎;②研究分析青藏高原動力學,作這部分內容是青藏高原天氣學的理論基礎;③
南亞高壓、青藏高原500hPa
切變線,青藏高原低渦和西南渦等與青藏高原有關的特殊
天氣系統;④青藏高原對西風槽、江淮氣旋、高原東側切變線和500hPa剮熱帶高壓形成、性質及移動的影響,以及對寒潮、降水天氣過程強度的影響。
目的與意義
青藏高原是一個擾動源。影響中國東部的大範圍暴雨、
雷暴等惡劣天氣,其初始擾動很多都是在青藏高原產生的;青藏高原又是一個對外來系統的改造場所,所有移近和越過青藏高原的各種尺度的系統都要受到地形的強烈影響。
因此,在日常業務預報中,不考慮高原影響是不準確的,事實上所有有經驗的預報員都把高原影響作為天氣分析預報的基本背景來考慮。清楚青藏高原對天氣氣候的影響及其基本原因,就能夠在日常氣象業務服務和科學研究中自主地考慮它的作用,這將會大大提高預報的準確率。
所以,青藏高原不僅要介紹青藏高原本身特殊的
天氣系統及其分析預報方法,而且要介紹青藏高原對中國東部天氣系統和天氣過程的影響。青藏高原天氣學不僅僅是研究青藏高原局地地方性天氣,而且是天氣學理論本身的一個重要組成部分。
天氣學的綜合分析,診斷分析等常規研究方法仍然是高原氣象研究的基礎。在掌握大量事實基礎上,開展理論研究。除掉動力分析方法以外,數值摸擬和流體力學摸擬試驗是理論研究的主要方法,但它並不排除首先從天氣學方法入手,進一步搞清高原地區天氣氣候特點和天氣系統演變的特殊規律,如高原熱源及其年、季變化,高原主要天氣系統的生成發展機制等。最後,要進一步揭露高原對中國東部天氣和天氣系統的影響,並將這些研究成果廣泛套用,以提高預報準確率;達到更好的氣象服務,趨利避害,是人們進行高原研究的最終目的。