Page 30 - 《高原气象》2025年第5期

高 原 气 象 44 卷
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青藏高原边界数据总集（TPBoundary_new， 2021）
（张镱锂， 2019； 张镱锂等， 2021）。文中涉及的地
图是基于自然资源部国家基础地理信息中心全国
地理信息资源目录服务系统下载的审图号为 GS
（2016）2556 号的世界地图制作， 底图无修改。
2. 2 高原季风指数及水汽相关量的计算
通过计算高原季风指数来表征季风的强弱， 目
前， 关于高原季风指数的定义有很多， 主要可以分
为两类： 一类是从高度场出发的， 如 TPMI（汤懋苍 图1 青藏高原地形（填色， 单位： m）和高原边界、 次边界
南、 西、 北、 东边界分别用绿、 蓝、 红、 棕色表示
等， 1984）， DPMI（荀学义等， 2018）； 一类是从风
Fig. 1 The topography （shaded， unit： m） and the boundary
场出发， 如QPMI（齐冬梅等， 2009）， Div-PMI（周懿
and sub-boundary of the Qinghai-Xizang Plateau （QXP）.
等， 2015）， ZPMI（Zhou et al， 2016）等。本文选取
The southern， western， northern， and eastern boundaries
传统季风指数TPMI， 具体的定义和计算如下： are denoted in green， blue， red， and brown
TPMI=H'(32.5°，80°)+H'(32.5°，100°)+H'(25°，90°)
（蓝）、 北（红）、 东（棕）四个侧边界， 在高原的四个
+H'(40°，90°)-4H'(32.5°，90°) （1）
侧边界上分别定义了最小跨度为 1. 25°的横（纵）向
式中： H'是 600 hPa 位势高度距平。高原季风指数 次边界。值得说明的是， 夏季 81°E 附近大致为西
越大， 表明高原夏季风越强； 高原季风指数越小， 风与印度季风水汽输送的交界， 另外参照前人研究
表明高原夏季风越弱。 对于高原西边界和南边界的划分大致也在 80°E 左
大气水汽含量是整个大气柱中含有的水汽总 右（齐冬梅等， 2023； Yan et al， 2020； 俞静雯等，
数量， 又称大气可降水量（precipitable water vapor， 2022）， 因此本文将 81°E 以西（东）的边界定义为高
PWV， 单位： mm）， 具体计算如下： 原西（南）边界。每条侧边界上各次边界水汽收支
1 p t
PWV= - ∫ qdp （2） 求和， 得到该侧边界的水汽收支。根据（陈亚玲
g
等， 2022）， 通过边界垂直积分的整层水汽通量的
p s
水汽通量是表示水汽输送强度的物理量， 表示 计算如下， 规定向东和向北的方向为正。
在单位时间内流经某一单位面积的水汽质量， 根据 λ E
（Trenberth， 1991）， 纬向水汽通量 Q u 和经向水汽通 Q S = Q ϕ S a cos ϕ S dλ （6）
∫
-1
量Q v （单位： kg·m ·s ）可以表示为： λ W
-1
λ E
∫
Q u = - 1 ∫ p t qudp （3） Q N = - Q ϕ N a cos ϕ N dλ （7）
g p s λ W
1 p t ϕ N
Q v = - ∫ qvdp （4） adϕ （8）
∫
g p s Q W = Q λ W
ϕ S
水汽通量散度是表示输送来的水汽的集中程度
ϕ N
的物理量， 表示在单位时间内， 单位面积内汇合进 Q E = - Q λ E adϕ （9）
∫
来或者辐散出去的水汽质量。垂直方向上整层积分 ϕ S
（10）
的水汽通量散度Q div （单位： kg·m ·s ）可以表示为： Q T = Q S + Q N + Q W + Q E
-2
-1
1 p t 式中： φ S 、 φ N 分别表示南边界、 北边界的纬度； λ W 、
Q div = - ∇ ⋅ ∫ qVdp （5）
g p s λ E 分别表示西边界、 东边界的经度； Q φ S 、 Q φ N 分别表
式中： q为比湿； u和v分别为纬向和经向风； V表示 示通过南边界、 北边界的纬向水汽通量； Q λ W 、 Q λ E 分
水平风矢量； g 为地球重力加速度； p 为大气气压； 别表示通过西边界、 东边界的经向水汽通量； Q T 为
p 为地面气压； p 为大气层顶气压； 由于 300 hPa 以 研究区净水汽通量（单位： kg·s ）； a 表示地球平均
-1
t
s
上水汽含量很小， 所以p 取300 hPa。 半径（取6. 37×10 m）。
6
t
青藏高原地形复杂， 简单的矩形边界定义会高 2. 3 水汽收支诊断
估高原水汽收支， 本文沿 2000 m 的海拔定义了高 运用大气水汽收支方程诊断青藏高原夏季风
原的不规则边界（如图 1）， 根据高原的几何形状和 对水汽输送的影响（Wang et al， 2017）， 具体方程
侧边界所在方位， 将高原边界划分为南（绿）、 西 如下：