位涡（PV）是理解大气运动的重要理论工具。根据PV理论，地表的热力异常是制造PV，驱动大气环流异常的源动力。青藏高原是全球气候重要的地形强迫，长久以来，人们对青藏高原冬季气候影响的认知，主要集中在其对西风气流的阻挡作用上。那么，冬季高原的热力异常是否能够参与区域气候调控？高原地表的非绝热冷却异常通过什么样的大气过程影响周围区域气候？
中国科学院大气物理研究所生宸副研究员、吴国雄院士、刘屹岷研究员、何编研究员，联合英国雷丁大学的Brian Hoskins教授和John Methven教授，针对青藏高原冬季的表面冷却效应开展了深入研究，相关成果发表在Journal of Climate上。
研究结果表明（图1）：青藏高原的非绝热冷却异常主要集中在近地表浅层（厚度约88 hPa），地面强度最强，向上迅速衰减，呈现“下重上轻”的垂直结构。冬季高原的非绝热冷却异常有两个重要作用（图1左侧），一方面，能够激发沿着高原斜坡的近地层异常下降流（katabatic flow）；另一方面，冷却相关的垂直结构能够在高原近地层制造大量正PV。由冬季高原地表冷却激发的异常下降流，能够携带正PV进入西伯利亚高压区，削弱西伯利亚高压，进而减弱东亚冬季风，引起我国冬季偏暖（图1右侧）。
“我们发现，青藏高原冬季的表面冷却会生成异常正 PV，并激发近地层的下降流。这些下降流携带的正 PV 对周边地区产生了显著的气候影响。” 论文作者指出，“这一结果表明，冬季除青藏高原的阻挡效应外，其热效应可能在驱动中国东部气候异常中同样起着重要作用。”
本研究得到国家自然科学基金（42305057、42288101）、中国科学院特别研究助理资助项目（2022000242）及国家留学基金委（202304910130）的联合资助。
图1北半球冬季，青藏高原地表非绝热冷却产生的位涡异常影响中国东部地面气温的机制示意图。左半部分，近地表层非绝热冷却产生位涡的物理过程。棕色梯形代表青藏高原，蓝线表示地表非绝热冷却异常，黑线为本研究中近地表层的顶部，红色阴影表示正位涡生成异常，灰色矢量表示沿青藏高原斜坡的下降流（katabatic flow）。右半部分，青藏高原上方的红色浅层表示近地表层非绝热冷却产生的位涡，蓝色阴影表示西伯利亚高压减弱，红色虚线表示地表正位涡，黑色矢量表示异常南风气流，灰色矢量表示沿青藏高原斜坡的下降流。
论文信息：
Sheng, C.*, B. Hoskins, J. Methven, G. Wu, Y. Liu, and B. He, 2025: Influence of potential vorticity generated by diabatic cooling over the Tibetan Plateau on the surface air temperature of eastern China during boreal winter. Journal of Climate, https://doi.org/10.1175/JCLI-D-24-0732.1
来源： https://iap.cas.cn/gb/xdt/kyjz/202506/t20250616_7869556.html | 
发表于 2025-6-16 10:50:40
