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青藏高原以其独特的地形环境所形成的动力与热力条件制约着我国乃至整个亚洲地区的水汽输送格局,使亚洲季风区形成了独特的水汽输送通道,从而影响东亚、南亚甚至整个北半球的水汽时空变化及降水分布。为此,本文基于多源水汽再分析资料在青藏高原的适用性评估,利用欧拉方法的定常水汽输送场及“箱式法”分析了1979-2013年青藏高原整层及各层水汽输送及收支变化特征;并从大气环流角度着重诊断了西风环流系统和副热带高压系统对高原水汽输送及收支变化的指示意义;进而探讨了高原地区水汽含量及输送异常与我国区域降水的关系。主要结论如下: 1.多源水汽再分析资料在青藏高原地区的适用性评估:JRA-55和ERA-interim等再分析比湿资料均能合理反映青藏高原地区比湿场的时空变化特征,但再分析资料与观测资料比湿偏差存在明显的季节和区域差异。与观测资料比湿垂直廓线相比,JRA-55和ERA-interim比湿垂直廓线冬季一致性较好,夏季偏差相对较大,特别是高原主体及东南部站点偏差较为显著;再分析资料与观测资料各层比湿均方根误差出现低层大,高层小的分布特征;且JRA-55和ERA-interim比湿数值整体低于观测资料比湿。 2.青藏高原及其周边地区水汽输送特征:受亚洲季风系统影响,青藏高原水汽输送及收支表现出明显的季节转换和高低层差异。夏、秋季受副热带高压及印度热低压共同制约,高原以经向水汽输送为主,冬、春季高原在中纬度西风输送的影响下以纬向水汽输送为主;故而,东边界全年为水汽输出边界,西边界和南边界全年为水汽输入边界。1979-2013年,高原东边界水汽输出呈减弱趋势,夏、秋季最为显著;西边界和南边界的水汽输入则呈减少趋势。高原上空300-500hPa夏半年(4-9月)水汽输送总量明显强于冬半年(10月-次年3月),且对流活动明显;高原中、高层以西风水汽输送为主,低层水汽输送受地形及大气环流系统共同作用形成经、纬向交替的季节变化格局。 3.青藏高原水汽输送与大气环流的关系:本文重点讨论了西风环流系统与副热带高压系统对青藏高原水汽输送及收支的影响。结果显示,区域西风指数对高原纬向水汽输送指示意义明显,但对经向水汽输送指示意义较弱。特别是,冬、春季纬向西风与高原东、西边界的水汽收支关联密切:区域西风指数高(低)值年大致对应高原西边界水汽收入强(弱)年和东边界水汽支出强(弱)年,高原主体则表现为距平西(东)风。副热带高压对青藏高原及其邻域夏季水汽输送影响显著,总体上表现为:当副高增强(减弱)且面积较大(小);同时脊线及北界相对偏南(北),副高西伸脊点偏西(东)时,对应着高原纬向水汽输送增强(减弱),经向水汽减弱(增加);东边界水汽受副高影响最为显著,相应地会引起东边界水汽支出量增加(减少)。 4.青藏高原水汽输送与我国区域降水异常的相关分析:青藏高原上空水汽含量及水汽输送多寡对预测我国降水的异常分布具有一定的指示意义。结果显示,夏季可降水量与我国干旱区附近同期降水及青藏高原西部,干旱区南部-内蒙高原秋季降水呈显著正相关;青藏高原上空夏季水汽输送则与昆仑山脉西麓-喜马拉雅山脉-横断山脉-云贵高原-华南地区等地夏季降水及藏北高原、雅鲁藏布江和华南地区地区的降水呈负相关。此外,高原春季可降水量与柴达木盆地附近夏季降水有一定正相关性;而青藏高原上空夏季水汽输送增强有可能引起青海高原、四川盆地-黄土高原等地同期降水及黑龙江-吉林北部-大兴安岭中部地区的秋季降水增加。这将为高原水汽输送对我国区域降水异常分布的预报提供理论依据。 综上所述,在青藏高原大地形动力和热力以及大气环流系统的共同影响下,高原上空水汽输送及收支具有独特的分布特征。高原作为全球气候敏感区,其水汽输送对我国区域降水的异常分布亦有显著反馈作用。因而,研究青藏高原水汽输送对我国区域降水的影响是深入理解青藏高原动力热力对极端灾害事件响应的基础。