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青藏高原（简称“高原”）是亚洲众多河流的发源地，其水循环过程对当地生态系统、周边地区的水资源利用、以及东亚天气和气候都产生重要影响。全球变暖背景下，青藏高原水循环、冰雪圈的变化也吸引了公众越来越多的关注。揭示青藏高原降水变率的特征和相关大气动力过程一直是我国大气科学重要的研究课题。近些年，青藏高原南部大部分冰川均处于退缩状态，而青藏高原西部仍有冰川处于增长状态。冬季是青藏高原西部水资源存储的关键时间。作为水资源唯一的大气输入，冬季青藏高原降水大值区位于青藏高原西部地区，以固态降水为主，且是欧亚大陆最大的降水区之一。本文聚焦青藏高原西部地区，基于多套降水产品和再分析数据较系统地研究了冬季青藏高原西部降水的气候学、年际变率特征和年代际变率特征;利用拉格朗日模型HYSPLIT追踪冬季青藏高原西部降水气候态和年际变率的水汽源地，定量给出各水汽源地的贡献率;对影响冬季青藏高原西部降水年际变率的热带和热带外因子进行分离，并给出二者的影响途径和相对贡献率;分析了冬季青藏高原西部降水的年代际变率，揭示了1979/80-2018/19年期间该年代际变化特征，并提出一种影响其年代际变率的可能的物理机制;最后将青藏高原西部降水放在更大的空间尺度上研究，进一步探讨冬季青藏高原西部降水与北非-欧亚大陆降水的联系及相关的动力过程。论文的主要结论如下:
(1)气候态上，青藏高原西部拥有天然有利的垂直运动和水汽条件。气候平均来说，青藏高原西部低层受中纬度西风带、阿拉伯半岛的副热带反气旋影响，高层位于中东急流出口区左侧，在急流出口的次级环流的影响和大地形的机械强迫抬升作用下，青藏高原西部拥有天然有利的垂直上升条件。气候态上冬季高原西部垂直上升运动相对比较浅薄，约在350-700hPa。水汽源地分别为南亚一北印度洋，欧亚大陆中部一北非地区和中高纬度大西洋，它们分别贡献了56.6％、37.7％和5.6％的水汽。CloudSat/CAPLISO卫星数据显示冬季青藏高原西部降水主要以雨层云和层云/层积云引起的层状云降水为主。
(2)年际变率上，影响青藏高原西部降水年际变率的因子包括热带因子ENSO和热带外一支从北大西洋传至高原西部地区的定常波列，二者分别能够解释年际降水序列方差的38.1％和38.8％。热带因子ENSO影响高原西部降水主要通过2个途径:其一是通过印度洋地区低层反气旋的水汽输送，其二是通过引起高层副热带西风急流的增强和南移，从而形成有利于高低层散度场的配置和高原西部天气尺度扰动的增加。热带外因子是一支从北大西洋一地中海地区一北非一高原西部的定常波列。副热带西风急流波导在热带外因子影响高原西部降水的过程中起到了桥梁作用。同时，北大西洋风暴轴末端的天气尺度瞬变对定常波列的维持起到了正反馈的作用。水汽源地的水汽贡献率上，多雨年南亚一北印度洋，欧亚大陆中部-北非地区和中高纬度大西洋上空大气分别贡献了56.6％、37.7％和5.6％的水汽，少雨年则分别贡献了45.1％、47.9％和6.9％的水汽，各水汽源地多雨年和少雨年的差值分别占气候态水汽供应量的27.1％、2.9％和0.7％。这表明冬季南亚一北印度洋地区的水汽源地异常对青藏高原西部地区降水异常起着决定性的作用。
(3)冬季青藏高原西部降水在1979/80-2018/19年出现了正-负-正位相的年代际变化，1985-1995年为正位相，1996-2006年为负位相，2007-2014年为正位相。冬季青藏高原西部降水的年代际变化与低频的北大西洋大气第二模态NPO、北大西洋海温第二模态VM(或者海平面高度第二模态NPGO)密切相关，同时与热带中部型ENSO暖事件密切相关。在北太平洋类NPO型环流的正负异常气压交汇处，2支波列分别经北大西洋和副热带大西洋传播至青藏高原西部地区。本文认为青藏高原西部冬季降水的年代际变率可能与热带太平洋和热带外太平洋的海气相互作用有关，并提出一种影响冬季青藏高原西部降水年代际变化的可能的物理机制。该机制未来有待数值实验的验证。
(4)冬季青藏高原西部降水与北非一欧亚大陆降水的密切相关，与其同纬度的欧亚大陆副热带地区降水存在正相关关系，与欧亚大陆中高纬度降水存在负相关关系。在此基础上，本文进一步地研究了欧亚大陆偶极型降水相关的大尺度环流特征。结果发现，NAO负位相和ENSO事件正位相对应着欧亚大陆偶极型降水正位相（即南湿北干的降水型）;利用NAO和ENSO指数建立的欧亚大陆偶极型降水统计预报模型能够解释高原西部降水年际序列方差的62.4％。同时，欧亚大陆偶极型降水正位相对应着Hadley环流的收缩和Ferrel环流的减弱，欧亚大陆副热带地区出现异常上升运动、中高纬度地区出现异常的下沉运动，中东太平洋和大西洋副热带急流南移呈现偏纬向型，与北非-欧亚大陆急流相连接，从而抑制了大西洋向欧亚大陆中高纬度的水汽输送而增强了大西洋向欧亚大陆副热带地区的水汽输送，同时更多天气尺度扰动沿西风急流波导传至欧亚副热带地区，最终促使欧亚大陆南湿北干降水型的形成。欧亚大陆偶极型降水负位相时对应着与之相反的环流特征。通过诊断E矢量，发现瞬变涡旋对应的热量和动量的输送对Ferrel环流的减弱和异常垂直运动的产生起到了正反馈的作用。
(1)气候态上，青藏高原西部拥有天然有利的垂直运动和水汽条件。气候平均来说，青藏高原西部低层受中纬度西风带、阿拉伯半岛的副热带反气旋影响，高层位于中东急流出口区左侧，在急流出口的次级环流的影响和大地形的机械强迫抬升作用下，青藏高原西部拥有天然有利的垂直上升条件。气候态上冬季高原西部垂直上升运动相对比较浅薄，约在350-700hPa。水汽源地分别为南亚一北印度洋，欧亚大陆中部一北非地区和中高纬度大西洋，它们分别贡献了56.6％、37.7％和5.6％的水汽。CloudSat/CAPLISO卫星数据显示冬季青藏高原西部降水主要以雨层云和层云/层积云引起的层状云降水为主。
(2)年际变率上，影响青藏高原西部降水年际变率的因子包括热带因子ENSO和热带外一支从北大西洋传至高原西部地区的定常波列，二者分别能够解释年际降水序列方差的38.1％和38.8％。热带因子ENSO影响高原西部降水主要通过2个途径:其一是通过印度洋地区低层反气旋的水汽输送，其二是通过引起高层副热带西风急流的增强和南移，从而形成有利于高低层散度场的配置和高原西部天气尺度扰动的增加。热带外因子是一支从北大西洋一地中海地区一北非一高原西部的定常波列。副热带西风急流波导在热带外因子影响高原西部降水的过程中起到了桥梁作用。同时，北大西洋风暴轴末端的天气尺度瞬变对定常波列的维持起到了正反馈的作用。水汽源地的水汽贡献率上，多雨年南亚一北印度洋，欧亚大陆中部-北非地区和中高纬度大西洋上空大气分别贡献了56.6％、37.7％和5.6％的水汽，少雨年则分别贡献了45.1％、47.9％和6.9％的水汽，各水汽源地多雨年和少雨年的差值分别占气候态水汽供应量的27.1％、2.9％和0.7％。这表明冬季南亚一北印度洋地区的水汽源地异常对青藏高原西部地区降水异常起着决定性的作用。
(3)冬季青藏高原西部降水在1979/80-2018/19年出现了正-负-正位相的年代际变化，1985-1995年为正位相，1996-2006年为负位相，2007-2014年为正位相。冬季青藏高原西部降水的年代际变化与低频的北大西洋大气第二模态NPO、北大西洋海温第二模态VM(或者海平面高度第二模态NPGO)密切相关，同时与热带中部型ENSO暖事件密切相关。在北太平洋类NPO型环流的正负异常气压交汇处，2支波列分别经北大西洋和副热带大西洋传播至青藏高原西部地区。本文认为青藏高原西部冬季降水的年代际变率可能与热带太平洋和热带外太平洋的海气相互作用有关，并提出一种影响冬季青藏高原西部降水年代际变化的可能的物理机制。该机制未来有待数值实验的验证。
(4)冬季青藏高原西部降水与北非一欧亚大陆降水的密切相关，与其同纬度的欧亚大陆副热带地区降水存在正相关关系，与欧亚大陆中高纬度降水存在负相关关系。在此基础上，本文进一步地研究了欧亚大陆偶极型降水相关的大尺度环流特征。结果发现，NAO负位相和ENSO事件正位相对应着欧亚大陆偶极型降水正位相（即南湿北干的降水型）;利用NAO和ENSO指数建立的欧亚大陆偶极型降水统计预报模型能够解释高原西部降水年际序列方差的62.4％。同时，欧亚大陆偶极型降水正位相对应着Hadley环流的收缩和Ferrel环流的减弱，欧亚大陆副热带地区出现异常上升运动、中高纬度地区出现异常的下沉运动，中东太平洋和大西洋副热带急流南移呈现偏纬向型，与北非-欧亚大陆急流相连接，从而抑制了大西洋向欧亚大陆中高纬度的水汽输送而增强了大西洋向欧亚大陆副热带地区的水汽输送，同时更多天气尺度扰动沿西风急流波导传至欧亚副热带地区，最终促使欧亚大陆南湿北干降水型的形成。欧亚大陆偶极型降水负位相时对应着与之相反的环流特征。通过诊断E矢量，发现瞬变涡旋对应的热量和动量的输送对Ferrel环流的减弱和异常垂直运动的产生起到了正反馈的作用。