云是大气中辐射、对流、湍流、微物理、大尺度动力学和加热等复杂过程相互作用的结果,这些过程对气候系统产生重要影响。青藏高原云的宏观和微物理特性影响着全球气候系统的能量平衡、大气环流和水循环,这些因素在地球-大气系统的辐射收支中起着至关重要的作用。为充分了解青藏高原云特性的时空变化特征和云动力学的发展,有必要对已发表的研究成果进行全面总结与系统评估,综合分析1960年以来云特性观测方法的改进与模式模拟的发展、青藏高原云特性的季节和年际变化、影响云特性变化的因素以及云特性对青藏高原气候变化的响应与反馈等。
中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队高晶研究员及合作者综述了1960年以来青藏高原云宏观和微观物理性质的观测方法和模式模拟的进展,系统总结了云分布的时空格局和主要驱动因素,讨论了云动力学发展存在的困难及云特性对青藏高原气候变化的响应与反馈。结论主要归纳为:(1)在青藏高原整体变暖变湿的过程中,从1960年到2021年,总云量在青藏高原上呈递减趋势,且自东南向西北呈现高云量和中高云量递减的特征;(2)气象要素(如气温、降水)、地形和大气环流是影响云形成的主要因素;(3)暖季(5-10月)南亚高压和南亚季风的增强和北移导致青藏高原降水分布不均匀,而印度季风促进低云量的形成;而在寒冷季节(11-4月),Hadley环流向北扩张抑制了高云量和中云量的形成;(4)云量通过辐射强迫影响青藏高原气候变暖。最后,本研究讨论了未来的研究挑战,建议将重点放在提高模式参数化的准确性上,以促进云特性对青藏高原地区相关水循环过程的影响的深入理解。
12月3日,上述研究成果以“Cloud properties and dynamics over the Tibetan Plateau – A review”为题,发表于国际著名地学期刊《Earth-Science Reviews》。论文第一作者为我所博士生武予清,通讯作者为高晶研究员。本研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0208)、国家自然科学基金(41988101-03和41922002)和青藏高原地球系统与资源环境重点实验室(TPESER)青年学者创新计划(QNCX2022ZD-01)的共同资助。
论文信息:Wu Y, Gao J*, Zhao A (2024), Cloud properties and dynamics over the Tibetan Plateau – A review, Earth-Science Reviews, 248: 104633, doi: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104633.
图1 青藏高原大气水循环关键组成部分示意图以及地基、空基和天基方法观测云特性方法总结
图2 青藏高原上空云宏观特征空间分布图