梁艳
摘要:青藏高原地区特殊的大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈等多圈层相互作用过程及其变化,不仅对青藏高原及其周边地区的气候格局和变化有重要影响,而且对东亚、北半球乃至全球的环流形势和异常产生深远影响。本文根据高原独特的热力作用和动力作用,分析了青藏高原对东亚的季风环流乃至全球气候的影响。
关键词:青藏高原;季风;大气环流;全球气候
一、青藏高原对东亚大气环流的影响
(一)青藏高原对对流层下层风场的动力作用
冬季,北半球的西风带南移,控制我国广大地区的上空。由于高大的青藏高原的存在,使得西风气流因地理因素产生南北分支。南支气流通常会在青藏高原西南部形成强劲的高原西北气流,使得南亚地区西北部气候比较干燥,而这股气流经过高原南侧时,又会变成西南气流,西南气流又会继续向东北方向运动,进而影响我国云贵高原和长江中下游地区。我国江南地区每年的“暖冬”天气的形成就与这股南支暖性气流有关。北支线一般在高原西北地区形成湿度很大的西南气流,给新疆中都地区和青藏高原北部带来降水,减轻新疆地区的干旱程度。当这股北支气流经过新疆北部地区后与南下的极低气流汇合,形成冬季常见的西北气流。最后这两股高原南北气流会在长江中下游地区进行汇合向东亚地区运动,这就形成了所谓的北半球强劲的西风带。
(二)青藏高原对东亚大气环流的屏障作用
青藏高原不仅阻止西来的天氣系统东移,并且阻挡着西部地区对流层下层冷暖气流的交流。冬季阻挡了冬季风的南下,使南侧的印度比同纬度的其他地区温度高,气压低。并且对西来气流下层冷暖气流的合成进行阻挡。在冬季会将南下的冬季风进行阻挡,使得高原地区南侧的印度气温会高于其他同纬度地区。同时也阻挡了西风带气压直至该气压消亡或减弱,在其东侧的四川盆地的气流运动较小,没有强劲的风力。蒙古高压的形成受高原北侧冷空气堆积的影响,而新疆地区的干旱原因主要由于高原阻挡了印度洋细润气流的进入,使得新疆地区成了非常少有的少雨或无雨区。在夏季高原将西南季风阻挡使其不能进一步北上,印度大量暖湿洋流停留在高原东南侧和南亚东北地区,使得这部门地区降水加剧,还有不部分会进行北上,给我国华南、华中等地区带来强降雨。
(三)青藏高原的热力作用影响东亚大气环流
青藏高原夏季的加热作用,使中下层大气产生强烈的辐合,而高空大气产生巨大的辐散,形成强大的、稳定的、范围极广的高温高压中心。
青藏高压是夏季大气环流中的一个重要的系统,从而影响东亚大气环流,它对我国东部地区的旱涝有一定的影响。伴随着高原热力因素的影响,使得南亚高压偏离高原上空向中国东部平原地区以东,给高原东部地区带来大量降水。当它的位置偏北,则华北多雨、偏涝,华中干旱;当它的位置偏南,长江中下游地区多雨、偏涝,华北干旱;当它的位置偏西,则长江中下游、川东及贵州多雨,而川西与华北少雨;当它的位置东移,同太平洋副热带高压重合,则造成长江中下游地区梅雨结束,伏旱开始。
二、青藏高原对全球气候变化的影响
地球系统中大气圈质量最小但其运动速度也最快,而且存在于地球的各个角落空间,对地球圈的大气环流产生了巨大影响。高燕对大气影响的主要作用的气候天气的影响,下面将对主要影响进行分卡分别论述。
(一)高原季风形成及其对高原地区气候的影响
众所周知,对流层气温随高度升高以大约6.5℃/km的递减率下降,因此随着高原隆起,广阔的高原面上地面气温自然会较该地区隆起前降低。据推算,目前高原上的年平均气温比上新世晚期低12~20℃。根据国内外研究数据显示,青藏高原地区的隆起使得该地区冬季气温比未隆起前降低13℃,而在夏季7月气温比之前降低了20℃,还促使夏季降水增加。可见,青藏高原的隆起不仅造就了全球最高的一个巨型构造地貌单元,同时也形成了一个独特的高原气候区。
(二)影响新生代以来的全球气候变冷
在早起的研究中,有学者认为全球变冷与造山运动有着很大的关系,冰期的出现也是其造成的。但近年来,一些国内外学者又提出了新生代构造隆起对气候变化产生影响的假设,认为青藏高原的隆起对大气、海洋环流、风化侵蚀、CO2浓度降低等具有不同程度的影响。高原隆起还影响到全球气候的变冷,主要由于高原的抬升使的地面气温降低变冷,同时大范围的大地隆起使部分地面进入冰冻期,形成高原大范围的冰雪覆盖,通过反射作用进而影响到全球气候。两一个原因是由于青藏高原的抬升通过一些间接的生化反应,使得高纬度地区气候变冷。在高原地带,常年风化促使地表硅酸盐矿物质因吸收大量空气中的CO2生成了碳酸钙,从而使大气中的CO2含量降低,进而使得气候变冷扩至到全球范围内。
(三)北半球中纬度干旱气候的发展影响
大量的地质证据揭示了亚洲中部及北美内陆自晚新生代以来气候在向着干旱化方向发展。现代高原气象学研究表明,由于过山气流的动力性绕流以及夏季高原上升气流在高原外围的补偿性下沉,使得包括中亚和我国西北在内的高原邻近地区的干旱气候变得干燥。近年的很多数值实验也印证了中纬度干旱气候是受到青藏高原的影响,Broccoli与Manabe在这项工作中最为突出。他们利用一个具有较高分辨率的GCM,通过有、无地形试验的对比分析表明,地形强迫形成的驻波槽的上游为中纬度干旱区,因为这些地区抑制了风暴扰动的发展。与经向分布的落基山地形引起的西风气流强迫上升及其随后的下沉相联系的“雨影”效应,是造成北美内陆干旱的重要原因。由于夏季西风带的北撤,致使在欧亚地区的西风带主流基本上遇不到青藏高原。中亚的干旱是由青藏高原通过激发夏季风环流而影响的,即与低层相对干燥的气旋式流动、中亚的下沉气流、风暴路径的北移都有着密切的关联。
三、 结语
青藏高原的形成是由于全球地质构造运动引起的,而目前全球性气候格局与高原的隆起有着非常重要的联系,如亚洲季风体系、北半球大气环流以及高原冰川的建立于形成都受到青藏高原隆起的影响。因此,加强对青藏高原气候特征的科学分析研究,将成为目前全球性共同关注的重要课题。
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