对流层大气位涡的源汇位于地表。近年来，越来越多的研究发现地表位涡强迫对大气环流异常的重要贡献。之前，国际上关于地表位涡强迫的研究多聚焦在阿尔卑斯山地区，中国科学院大气物理研究所LASG实验室吴国雄院士团队经过多年的研究指出青藏高原是大气位涡的重要源汇区，其地表位涡强迫对东亚地区冬季和夏季的极端天气过程均具有重要影响(Wu et al., 2020; He et al., 2022; Ma et al., 2022; Sheng et al., 2022)。然而对于如何准确和定量地基于地表位涡强迫来表征青藏高原动力和热力的综合作用及其天气气候效应等问题亟待解决。

　　针对上述问题，刘屹岷研究员团队近日提出了一种表征地表位涡强迫作用的新方案并分析了7月青藏高原地表位涡强迫的时空分布特征及其与东亚夏季风的联系。结果表明，7月高原地表位涡强迫EOF分析的第二模态与东亚夏季风的年际变化密切相关(图1)。当该模态为正位相时，高原上空出现正位涡异常和西风增强，导致江淮地区对流层出现正位涡平流随高度增强，有利于上升运动的发展，配合该模态对应的对流层低层异常反气旋的西南风带来的丰沛水汽，有利于印度和江淮-华北地区的降水，但不利于中南半岛和华南地区的降水。研究还指出高原地表位涡强迫与东亚夏季风之间的联系受丝绸之路遥相关的影响很小，然而，当去掉高原地表位涡强迫的影响后，丝绸之路遥相关与东亚夏季风之间几乎不再有联系。

图1 (a-b)东亚夏季风指数和(c-d)青藏高原地表位涡强迫指数回归的(a和c)200 hPa风场(矢量，m s^-1)和位势高度(阴影，gpm)、(b和d)850 hPa风场(矢量，m s^-1)及降水(阴影，mm day^-1)异常。

　　“我们的研究表明高原地表位涡强迫在丝绸之路遥相关对东亚夏季风的影响中起着关键的桥梁作用。”该研究的第一作者刘屹岷研究员说，“丝绸之路遥相关通过引起高原地表位涡异常进而影响东亚夏季风。”

　　以上研究成果于近期发表在Atmosphere为纪念叶笃正先生而出版的专刊上，得到国家自然科学基金(91937302)和中国科学院战略性先导科技专项(XDB40030205)的共同资助。

文章信息(开放获取)：

　　Yimin Liu, Lulu Luan, Guoxiong Wu, and Tingting Ma (2023) Impacts of the surface potential vorticity circulation over the Tibetan Plateau on the East Asian monsoon in July. Atmosphere, 14, 1038, https://doi.org/10.3390/atmos14061038.

青藏高原地表位涡强迫的相关文章：

　　Bian He, Chen Sheng, Guoxiong Wu, Yimin Liu, and Yiqiong Tang (2022) Quantification of seasonal and interannual variations of the Tibetan Plateau surface thermodynamic forcing based on the potential vorticity. Geophysical Research Letters, 49, e2021GL097222, https://doi.org/10.1029/2021GL097222.

　　Tingting Ma, Guoxiong Wu, Yimin Liu, and Jiangyu Mao (2022) Abnormal warm sea-surface temperature in the Indian Ocean, active potential vorticity over the Tibetan Plateau, and severe flooding along the Yangtze River in summer 2020. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 148, 1001-1019, https://doi.org/10.1002/qj.4243.

　　Chen Sheng, Bian He, Guoxiong Wu, Yimin Liu, and Shaoyu Zhang (2022) Interannual influences of the surface potential vorticity forcing over the Tibetan Plateau on East Asian summer rainfall. Advances in Atmospheric Sciences, 39, 1050-1061, https://doi.org/10.1007/s00376-021-1218-4.

　　Guoxiong Wu, Tingting Ma, Yimin Liu, and Zhihong Jiang (2020) PV‐Q perspective of cyclogenesis and vertical velocity development downstream of the Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 125, e2019JD030912, https://doi.org/10.1029/2019JD030912.