青藏高原對熱帶輻合帶影響的耦合模式研究

《青藏高原對熱帶輻合帶影響的耦合模式研究》是依託北京大學，由楊海軍擔任負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：青藏高原對熱帶輻合帶影響的耦合模式研究
• 項目負責人：楊海軍
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：重大研究計畫

項目摘要

青藏高原是世界第三極，是地球冰雪圈的最重要組成之一，是除南北極之外的地球第三大冰雪儲存地。青藏高原夏季是一個巨大的熱力泵，決定了夏季亞洲季風以及鄰近區域的大氣環流基本狀態，控制著向北水汽輸送強度及延伸範圍。熱帶輻合帶（ITCZ）是地球熱帶海洋上最重要的對流系統與降水中心，是熱帶天氣系統最重要發生地。本項目將利用耦合氣候系統模式深入研究青藏高原大地形對ITCZ季節平均位置和強度的影響及其機制，探索青藏高原上空大氣環流時空變化與ITCZ時空變化之間的聯繫，比較不同板塊陸地地形對ITCZ的影響程度，初步估計局地地形與海洋經向熱量輸送對ITCZ的相對重要性。本項目的研究將有助於提升青藏高原在全球氣候系統中的地位，為後續深入研究青藏高原對全球熱量及水汽分配的影響打下基礎。

結題摘要

1. 研究背景：青藏高原是世界第三極，夏季是一個巨大的熱力泵，決定了夏季亞洲季風以及鄰近區域的大氣環流基本狀態，控制著向北水汽輸送強度及延伸範圍，影響著周邊十幾億人口的日常生活。青藏高原在全球氣候系統中的地位需要定量的理解，青藏高原越來越受到世界科學家的關注，一個很重要的原因是在全球氣候變化的大背景下，青藏高原的變化尤為顯著。 2. 主要研究內容與重要結果 2.1 青藏高原對熱帶輻合帶的影響。 與真實地形試驗相比，平板陸地導致更弱的西太平洋暖池，更對稱的ITCZ，降水更弱，特別是在暖池區及中國區域。沒有青藏高原大地形，中國區域的降水將大為減少，ITCZ的強度將減弱，但是在季節和年的時間尺度上，ITCZ的平均位置基本上沒有變動（圖1）。青藏高原的存在與否對全球能量平衡沒有顯著影響，特別是對大氣經向能量輸送影響不大。因此，地球系統並不需要調整ITCZ的位置來平衡南北半球的能量平衡。 2.2 全球平板陸地試驗中的氣候態變化。 與現實世界相比，平板世界氣候偏於乾冷。大氣和海洋溫度有所下降。北半球的經向溫度梯度強，導致北半球的大氣經向熱量輸送比現實世界稍大。地形改變對大氣和海洋經圈環流的影響很明顯。海洋的經向翻轉流變強，大西洋經向翻轉流完全消失，取而代之的是在太平洋出現了強大的經向翻轉流及熱鹽環流。總經向熱量輸送以及大氣和海洋在其中所占的比例卻與現實世界裡相差不大。在平板陸地試驗中，中小尺度的渦旋與擴散作用不明顯，大尺度環流項作用在平板世界中緯度起著主導作用。 2.3 青藏高原對北極海凍的影響。青藏高原對北極海冰形成有巨大的潛在影響。當去掉青藏高原地形後，北極海凍的覆蓋面積得到極大向南擴張，這個主要發生在大西洋一側。北極海凍的向南擴張增加了海凍的融化，加大了向海洋的淡水輸送，導致了北大西洋海表鹽度大為降低，降低海表密度，減弱北大西洋深水形成，將導致大西洋經圈環流減弱。 2.4 青藏高原對大洋經圈翻轉流的影響。在全球平板陸地試驗中，大西洋經圈翻轉流明顯減弱，太平洋經向翻轉流增強，太平洋副熱帶環流在突然減弱之後又隨時間逐漸加強。大西洋與太平洋海洋環流之間表現出顯著的蹺蹺板效應。