青藏高原（下称高原）降水和气温变化对高原及其周边区域的能量水分循环及多圈层相互作用过程有着重要影响。以前的研究工作显示，在冬春两季，中纬度环流和低纬度南支槽前的暖湿气流受高原地形强迫，形成了高原西部和东南部降水的大值中心；年际时间尺度上，ENSO和中纬度大气环流异常是影响上述区域降水异常的主要因子。然而，春季基本气流演变迅速，月平均时间尺度上调控高原降水和气温异常的因子和物理机制需进一步深入研究。中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室刘屹岷研究员团队联合中国科学院西北生态环境资源研究院青藏高原陆面过程与气候变化研究团队杨耀先博士、胡泽勇研究员、于海鹏研究员及冰冻圈科学国家重点实验室、兰州大学西部生态安全省部共建协同创新中心的科研人员，基于理论分析和数值模拟研究揭示了3月欧亚大陆大气环流异常调控青藏高原降水和气温异常的物理机制。
结果显示，欧亚大陆（30°- 90°N, 0°- 150°E）对流层中高层（250 hPa）经向风异常的REOF第一模态表现为沿中纬度西风和副热带急流传播的Rossby波列（LEWT），促进高原南部异常高压反气旋的形成（图 1a）。由于上述异常反气旋东(西)侧位于东亚(亚非副热带)急流的入(出)口区，根据波流相互作用过程对应的动能转换关系，在异常反气旋西侧，气候平均的动能向扰动动能转换，从而进一步维持了该处的西南风异常，而在异常反气旋东侧，扰动动能向平均动能转换，有利于该处东北风异常的维持（图 1a, d）。基于Sverdrup平衡和静力平衡关系，高原东南部出现了异常下沉运动，而高原西部为异常上升运动（图1b, f），从而有利于高原东南部降水负异常和西部降水正异常的偶极型降水异常分布的形成（图 2），气温在高原东南部表现为暖异常（图1c, e）。给定中高纬波源处温度异常强迫的大气环流模式敏感性试验与气候态试验的模拟结果验证了Rossby波列传播到高原南部，形成异常反气旋的物理过程。
上述研究结果将进一步加深人们对春季季节内高原气候异常物理机制的理解。为更加精炼地总结研究成果，本文的主要内容可用一首诗予以概括：欧罗蝶翅随机动，风雨飘忽卷亚洲。贝湖寒温青藏峙，高原春雨恋急流。
上述研究成果近期发表于Climate Dynamics上。西北研究院博士后杨耀先为论文第一作者，刘屹岷研究员为论文通讯作者。本研究获国家自然科学基金项目(91937302, 91837208, 42075043, 42122034), 第二次青藏高原科学考察与研究计划(2019QZKK0103),中国科学院战略性先导科技专项(XDA2006010101)等共同资助。
论文信息：
Yang, Y., Liu, Y.*, Hu, Z. et al. Impact of the leading atmospheric wave train over Eurasia on the climate variability over the Tibetan Plateau during early spring. Clim Dyn (2022). https://doi.org/10.1007/s00382-022-06525-5
图1 (a) 由LEWT指数回归得到的3月平均500 hPa位势高度纬向偏差 (填色,单位:gpm) 和水平风场 (矢量箭头,单位: m/s)，(b) 垂直速度场 (单位: 0.01 Pa/s), (c) 温度场(单位:K)，(d) 动能转换 (填色,单位: 10-6m2/s3) 和气候平均纬向风 (绿色等值线,CI=5 m/s) 以及 (e) 90°E -100°E 平均纬度-高度的温度剖面(单位: K) 和 (f) 27°N-32°N平均经度-高度的垂直速度剖面 (单位: 0.01Pa/s)。打点和矢量箭头表示通过95%的显著性检验，紫色线为2000m地形等高线。
图2 由LEWT指数回归得到的3月总降水量 (a) JRA-55, (b) ERA-5, (c) GPCC (单位: mm)。打点表示通过95%的显著性检验，图(c)中的矩形框分别为正异常降水(30.125°–40.125°N, 70.125°–80.125°E) 和负异常降水(22.125°–35.125°N, 82.125°– 95.125°E)区域，紫色线为2000m地形等高线。
