雖然遠離大洋,又被高聳的喜馬拉雅山脈阻擋,但青藏高原西南部夏季降水還是可以達到300毫米左右;相反,北美的亞利桑那和南美智利雖然離海較近,上游阻擋的山脈比喜馬拉雅山脈還低,可是降水稀少,形成沙漠。這是為什么呢?
2016年3月7日,清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心林巖鑾副教授指導(dǎo)的博士生董文浩在《自然-通訊》上,發(fā)表了題為“印度平原深對流影響青藏高原西南部的夏季降水”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn),印度平原上的深對流系統(tǒng)為青藏高原夏季降水提供了主要來源,這意味著未來印度季風(fēng)的變化,通過影響對流的發(fā)生發(fā)展將直接影響到青藏高原夏季降水變化,進而影響到高原上冰川的增長和消退。董文浩為第一作者,林巖鑾副教授為通訊作者,地學(xué)中心喬納森·懷特副教授等人、普林斯頓大學(xué)明毅教授、中國科學(xué)院青藏高原研究所王磊研究員及田立德研究員為該論文的合作者。
在這一論文中,觀測資料和全球氣候模式模擬結(jié)果均發(fā)現(xiàn)青藏高原西南部的夏季降水和印度平原上的降水有緊密聯(lián)系。這種聯(lián)系不僅表現(xiàn)在季節(jié)尺度上,而且也表現(xiàn)在天氣尺度上。由于高聳的喜馬拉雅山脈的阻擋作用,傳統(tǒng)認為的過山氣流爬坡(upslope)的水汽輸送是非常有限的,從而很難維持這種緊密的聯(lián)系。通過高分辨率衛(wèi)星資料分析發(fā)現(xiàn),這一聯(lián)系實際上主要是通過一條先抬升后平流(up-and-over)的水汽通道實現(xiàn)的,即印度平原上的對流系統(tǒng)把水汽和水成物攜帶至中高空,然后中高空的西南氣流將這些水成物輸送到青藏高原西南部,并最終形成降水。
這一全新發(fā)現(xiàn)不僅得到衛(wèi)星觀測的證實,也能從降水中氧18同位素觀測推導(dǎo)得出。在此基礎(chǔ)上通過設(shè)計水汽后向軌跡模擬實驗和區(qū)域模式(WRF)敏感性試驗,清楚展示了青藏高原夏季降水的來源,進一步證實了這一水汽通道存在的真實性和重要性。最后,通過統(tǒng)計計算得出青藏高原西南部一半以上的夏季降水和這一水汽通道有關(guān)。全球氣候模式預(yù)估未來印度季風(fēng)降水增加,這意味著高原西南部也將變濕,從而影響高原上的生態(tài)和冰川的物質(zhì)平衡。