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青藏高原南坡夏季极端降水的特征、成因和未来变化

青藏高原南坡,极端降水,大气环流异常,未来预估

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.12 青藏高原地气相互作用及对天气气候的影响

青藏高原南坡是全球降雨最为充沛的地区之一，由极端降水引发的地质灾害常造成严重损失。本研究利用全球降水测量（Global Precipitation Measurement，GPM）卫星观测数据，分析了2001-2020年6-9月青藏高原南坡极端降水的特征和成因。极端降水日被定义为该时段内区域平均日降水量排名前5%的日期，其平均降水量达27.2 mm/d。在极端降水日，降水量在海拔约300 m处达到峰值，该位置与气候平均最大降水海拔重合，但降水强度（37.2 mm/d）显著高于气候平均值（11.9 mm/d）。对极端降水日环流的合成分析表明，对流层低层和高层均存在显著的环流异常：低层环流表现为印度北部的显著西风异常，高层环流则呈现青藏高原中部的北风异常，且这两个异常具有统计独立性。低层西风异常携带水汽吹向青藏高原南坡，受到地形阻挡，有利于该区域极端降水的产生；另一方面，高层北风异常对应着南坡北侧对流层中层为异常东北风、南坡南侧对流层低层为异常东南风，这些环流异常的幅合导致了青藏高原南坡的极端降水。值得注意的是，低层西风异常导致南坡极端降水的同时，对应着南亚季风区降水的显著偏少，高层北风异常对应着青藏高原降水的显著偏少。

利用全球14公里分辨率、显示解析对流的非静力二十面体大气模式（Nonhydrostatic ICosahedral Atmospheric Model，NICAM），本研究分析了历史（1979-2008年）与未来（2075-2104年）6-9月青藏高原南坡极端降水的变化。NICAM模式能较好再现GPM观测的南坡降水空间分布和季节变化特征，但高估降水量和强降水概率。未来预估结果表明，青藏高原南坡平均降水量在南坡低海拔地区将减少、在南坡高海拔地区将增加。极端降水强度和概率将分别增加约8 %/℃和50 %/℃，且增幅随海拔升高更为明显。南坡极端降水概率的增加是北半球最显著的地区之一，且其空间分布与地形特征高度吻合。