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2018年11月1日
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《自然-通讯》发表郭维栋课题组有关青藏高原雪盖高频变率对大气环流中期过程影响的研究成果

《自然-通讯》杂志于近日发表了大气科学学院郭维栋教授课题组的论文“Influence of Tibetan Plateau snow cover on East Asian atmospheric circulation at medium-range time scales”。该论文揭示了青藏高原雪盖高频变率对大气环流中期过程的影响,增进了对青藏高原雪盖多时间尺度变率的认识,并希望以此引起学者们对雪盖的“逐日-次季节”高频变率及其天气和气候效应的更多研究。

雪盖是特殊的大气下垫面,其反照率可达0.8以上,而裸土和草地的反照率则仅为0.2左右。雪盖通过其高反照率特性改变地表能量分配并进而影响天气和气候过程。世界“第三极”——青藏高原由于海拔高度高、气温寒冷,具有较高的积雪覆盖率。超过一个世纪的研究表明,在年际、年代际时间尺度上青藏高原雪盖显著影响包括我国在内的亚洲气候。

在“逐日-次季节”高频时间尺度上(指逐日资料揭示的变化周期小于90天的变率),青藏高原雪盖并非固定不变或缓慢变化,而是经常快速变化,青藏高原雪盖的高频变率可解释其总变率的66%。例如,青藏高原在2017年2月15日至2017年2月25日发生了大范围雪盖快速变化:在短短10天的时间内,青藏高原雪盖就从较少覆盖范围(附图1a)快速增长为较大覆盖范围(附图1b)。这种雪盖的快速变化必然引起青藏高原地表反照率的大范围强烈改变,并通过地表能量收支的变化影响后期的大气环流状况。具体的,青藏高原雪盖异常所激发的对流层中高层大气环流异常向下游传播(附图2),滞后5–6天时异常大气环流到达东亚高空西风急流关键区(附图2c)。特别是东亚大气环流重要系统——东亚西风急流的强度受到青藏高原雪盖热力扰动的影响,并产生中期变率。上述东亚大气环流对青藏高原雪盖高频变率的响应过程约持续3–8天(即中期天气尺度)。

附图1:MODIS Terra卫星所观测到的青藏高原雪盖变化

附图2:区域气候模式揭示的对流层中高层大气环流(300-hPa纬向风;单位为m/s)对青藏高原雪盖高频变化的响应

论文第一作者为课题组李文铠博士(现在南京信息工程大学工作),郭维栋教授为通讯作者。合作者包括pt老虎机游戏邱博博士、加州大学洛杉矶分校薛永康教授以及南京信息工程大学徐邦琪教授、魏江峰教授。该研究受到中国科学院战略先导科技专项(A类)和国家自然科学基金项目的共同资助,依托机构还包括pt老虎机游戏气候与全球变化研究院、大气与地球系统科学(教育部)国际合作联合实验室、“气候变化”江苏高校协同创新中心等。

发表论文信息:

LI Wenkai, GUO Weidong (*), QIU Bo, XUE Yongkang, HSU Pang-Chi, WEI Jiangfeng. (2018)

Influence of Tibetan Plateau snow cover on East Asian atmospheric circulation at medium-range time scales, Nature Communications, 9: 4243, doi: 10.1038/s41467-018-06762-5.

论文全文网页:

https://www.nature.com/articles/s41467-018-06762-5

(大气科学学院 科学技术处)