青藏高原是世界上海拔最高的地形，也是地球上除南北极之外冰川分布最广泛的地区，誉有“世界屋脊”和“亚洲水塔”之称。其独特的地-气耦合过程导致青藏高原成为控制大气环流及其变化的重要因子，并对区域和全球的气候变化产生重要影响。尽管目前已开展大量相关研究工作，但由于观测资料缺乏和模式偏差问题，我们对青藏高原地-气耦合系统及其气候效应的认识仍存在很大不足。为了应对这些挑战，国家自然科学基金委员会于2014年1月启动了一项为期10年的重大研究计划，名为“青藏高原陆气耦合系统变化及其对全球气候的影响（LASTPIC）”。LASTPIC是国家综合研究项目，旨在从科学视角、数据同化和模式开发等方面对青藏高原地-气耦合系统及其气候影响进行探测。目前为止，共有约91个项目受到LASTPIC计划的支持，自LASTPIC计划启动以来，也取得很多令人鼓舞的成绩。

近期，在LASTPIC计划的支持下，中国科学院大气物理研究所吴国雄院士作为第一作者，厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室段安民教授作为通讯作者，联合中国气象科学研究院、兰州大学、中山大学、中国科学院青藏高原研究所、中国科学技术大学、复旦大学、中山大学等单位的多位青藏高原气象领域专家，在国际气象学著名期刊Bulletin of the American Meteorological Society（BAMS）发表题为“An Integrated Research Plan for the Tibetan Plateau Land–Air Coupled System and Its Impacts on the Global Climate（青藏高原地-气耦合系统及其对全球气候影响的集成研究计划）”的研究论文，系统介绍了LASTPIC的核心科学问题、项目设置、研究进展和未来展望。

该论文总结并系统介绍了国家重大研究计划LASTPIC要解决的三个核心科学问题（图1）：青藏高原地–气耦合过程、青藏高原对全球气候的影响，再分析和建模。围绕这三个科学问题，LASTPIC致力于：(1)认识青藏高原地-气耦合过程和对流层-平流层相互作用机制；(2)探讨青藏高原对区域和全球天气气候的影响机制；(3)建立青藏高原区域地-气集成资料库和同化系统；(4)提高模式模拟青藏高原地-气耦合系统及其气候效应的能力。

图1LASTPIC项目的三个核心科学问题：青藏高原陆-气耦合过程，青藏高原对全球气候的影响，再分析和建模。

迄今为止，受LASTPIC计划的资助，该项目成效显著，本文系统综述了该项目取得的一系列重要成果。

首先，在深入认识青藏高原地-气耦合过程方面，LASTPIC项目首次建立了青藏高原近地面、边界层、对流层和平流层陆-气耦合过程的综合观测网络（图2），该监测网络覆盖了青藏高原大部分地区，观测周期长且连续，并已在青藏高原/第三极环境数据中心收集并发布了高分辨率综合观测长期逐时数据集，旨在说明青藏高原陆-气相互作用特征。该观测网络的建成及使用为促进青藏高原气象科学研究，特别是为LASTPIC的实施提供了宝贵的数据集。此外，LASTPIC资助的一系列国际合作研究发现，青藏高原是对流层-平流层相互作用的重要途径，并对全球气候产生关键影响。

图2. 青藏高原多圈层(水-冰冻圈-大气-生物)相互作用综合观测系统（摘自马耀明等，2017）。

青藏高原对全球多尺度天气和气候影响的深入研究也取得了丰硕成果。LASTPIC资助的研究已证实，从能量、位涡和角动量守恒理论各个角度来看，青藏高原加热作用是亚洲夏季风形成的关键，而不是其分离热带和热带外气团的热隔离器作用；同时，青藏高原加热在影响上游气候变率、东亚夏季风降水模态、南亚夏季风季节转变、以及冬季ENSO发展方面均具有重要的调节作用。此外，LASTPIC资助的研究还从海-陆-气相互作用角度，揭示了青藏高原与全球海洋之间的联系，进一步提高了对青藏高原气候效应的认识。图3总结了青藏高原热力强迫相关的大气异常与2-5月全球海表温度年际变率相互作用的概念图，春季青藏高原大气热源能够先后受到中纬度北大西洋和热带印度洋海表温度异常的影响，作为巨大的负涡度源，青藏高原加热进而能够调节北太平洋表层和次表层的海温及海流；同时，青藏高原还可以影响大西洋经向翻转环流(AMOC)的形成。进而，青藏高原加热与海洋相互作用并协同影响东亚夏季风降雨的变化。

图3 青藏高原热强迫相关的大气异常与2-5月全球海表温度年际变率相互作用概念图。早春（2-3月），北大西洋三极子海温模态暖中心激发Rossby波列向东传播并影响青藏高原。晚春（5月），正位相IOBM导致青藏高原降水减少并升温。春季（3-5月），青藏高原异常加热进而影响北太平洋表层和混合层海温。

随着观测资料和卫星数据迅速增加，LASTPIC还致力于观测同化和模型开发。在这方面，LASTPIC资助参与了气象局建立的数据同化系统[CMA陆面数据同化系统V2.0（CLDAS-V2.0）]及相关的逐小时再分析数据集，并开发了新版本的高分辨率全球海洋-大气-陆地系统模式（FGOALS-f3-H）。CLDAS-V2.0包含了中国6万个自动气象站观测数据，并使用了更好的高分辨率模式进行数据同化，其数据产品质量明显优于国际同类产品-GLDAS。此外，更新后的气候系统模式FGOALS-f3-L/H改进了几种青藏高原陆-气耦合过程的参数化方案，其在模拟青藏高原及其周边地区的降水和温度方面有很大改进；FGOALS-f3-L/H还参与了CMIP6多模式比较项目，并建立了次季节到季节(S2S)预测系统，其发布的实时青藏高原温度、降水和环流预报信息已在中国气象局国家气候中心和中国水利部信息中心投入运行。

最后，本文也指出了未来有效实施青藏高原影响天气气候的大规模研究计划的必要条件，例如自上而下合理的科学设计、跨学科的全面努力、各个项目之间的有效整合、以及国际合作。

本研究受到国家自然科学基金项目（91937302，41730963，92037000，42030602，41725018，和42122035）资助。

论文信息：Wu,G.,and Coauthors. 2023. An Integrated Research Plan for the Tibetan Plateau Land–Air Coupled System and Its Impacts on the Global Climate. Bull. Amer. Meteor. Soc.,104,E158–E177,https://doi.org/10.1175/BAMS-D-21-0293.1