Page 101 - 《高原气象》2025年第6期

6 期 李义鑫等：基于台站观测资料的高原感热对高原季风影响研究 1509
作为热源促进近地层气旋式环流形成（叶笃正等， 2 资料选取与方法介绍
1957）， 而高原地区在夏季为热低压， 在冬季为冷
2. 1 资料选取
高压， 其特点与印度季风相似， 但与我国东部大陆
季风不同， 科学家首次提出了高原季风的概念（徐 本研究使用的逐日感热资料来源于基于卫星
淑英和高由禧， 1962）。因此， 高原季风是在高原 和常规气象观测数据的青藏高原大气热源/汇数据
热力作用下所形成的一种独立于东南季风与西南 集（胡文婷， 2019； Duan et al， 2018）， 该数据集利
季风的新的季风体系， 并且作为将高原热力作用转 用 中 国 气 象 局（China Meteorological Administra‐
换为动力效果的高效率杠杆， 其对高原及其周围地 tion）1979 -2016年间 80个气象站每 6 h一次的常规
区气候的形成与变化有着重要影响（汤懋苍等， 观测数据， 这些数据包括 1. 5 m 高度的气温、 10 m
1979， 1984； 汤 懋 苍 ， 1993， 1998； 樊 威 伟 等 ， 高度的地面温度以及风速， 基于这些数据计算得到
2021）。 地表感热通量。其中， 这 80 个观测站点主要位于
“ 青 藏 高 原 感 热 气 泵 ”的 提 出（吴 国 雄 等 ， 高原的中东地区， 在高原西部（85°E以西）海拔超过
1997）， 即高原上空及周围的大气在高原感热加热 4000 m的地区只有3个站点。
作用下在夏季呈现强烈的上升运动， 在冬季呈现强 同时使用来自欧洲中期天气预报中心（Europe‐
烈的下沉运动， 揭示了高原感热对高原热力作用的 an Centre for Medium Range Weather Forecasts）提供
主导性贡献。夏季高原东部较弱的感热加热与较 的 ERA5（ECMWF Reanalysis version 5）逐月再分析
强的潜热加热通过非绝热加热效应分别在高原东、 数据计算季风指数和进行诊断分析。数据水平分
西部的对流层高层激发反气旋式环流， 二者的协同 辨率为 0. 5°×0. 5°， 垂直方向上共有 37 层。为了与
作用使得高原夏季风更加活跃（李菲和段安民， 青藏高原大气热源/汇数据集时间长度一致， 再分
2011）； 而在冬季时高原地面对大气的加热作用与 析资料所采用的时段为1979 -2016年。
高原冬季风之间呈现出明显的负相关关系（徐丽娇 文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然
等， 2010）。同时， 高原地面的加热作用与高原季 资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载
风之间也存在着较好的超前相关关系， 当高原 2 月
的审图号为 GS（2016）1547 号的中国地图制作， 底
的热力作用偏强时， 会导致高原夏季风爆发偏早，
图无修改。
同时使得其初期的爆发强度也会偏强（白彬人和胡
2. 2 方法
泽勇， 2016）。此外， 高原春季土壤湿度的变化也
高原季风的爆发时间、 空间分布和强度大小都
将影响高原的非绝热加热作用从而导致高原上空
会对高原及其周围区域的降水分布产生重要影响，
的环流形势发生变化， 间接影响后期高原夏季风的
以往的专家学者使用高原季风指数（Index of Pla‐
强度（周娟等， 2017）。上述研究揭示了高原热力作
teau Monsoon， IPM）来描述高原季风这一现象。张
用对季风系统的复杂作用， 尤其是感热通量作为热
少波等（2015， 2019）曾对不同指数与降水的相关性
力强迫作用的核心分量， 但其对高原季风作用机制
进行了对比分析， 结果表明尽管各高原季风指数定
尚不明确（吴国雄等， 2016）。因此有必要探讨高原
义角度不同， 但它们均能反映夏季高原季风与高原
感热和高原季风的关系， 并对前期高原感热信号对
降水之间存在明显的相关关系。除 IPM 外， 其
高原季风影响的机理进行分析。 zhang
余指数相关系数的空间分布特征较为一致（图 1），
在第三次青藏高原科学实验和第二次青藏高
原综合科学考察的背景下， 国内大批科学家被有效 而 IPM zhang 与 IPM tang 在空间相关性上存在显著差异。
地组织起来开展青藏高原的综合观测和研究， 构建 分析原因， 则主要为其余指数基于高原热状况变化
了更为完善的观测体系， 获得了大量的原始观测资 下的大尺度环流定义指数， 而 IPM zhang 从冬夏盛行
料， 也不断有新的高原同化数据出现， 为开展青藏 风向的对比角度出发探讨风场与冬季的差异定义
高原研究提供了充沛的数据。在此背景下， 本文依 指数， 出发点的差异造成了与降水相关性的显著差
托更高精度的再分析资料以及站点的感热观测资 异。不同的季风指数定义出发点的差异， 也为我们
料， 利用不同的高原季风指数来表示高原季风的强 探讨高原感热与高原季风的关系提供了新思路， 因
弱， 从而对高原感热对高原季风的影响进行初步分 此本文主要选择两种具有代表性的高原季风指数
析， 为高原季风与高原热力作用研究提供一定的理 IPM （汤 懋 苍 等 ， 1984）和 IPM zhang （张 少 波 等 ，
tang
论依据。 2015， 2019）来进行后续的分析。