科學家揭示近50年中國西北地區變濕原因

國家最高科學技術獎中國西北地區位於亞歐大陸內陸地區，是「絲綢之路經濟帶」的核心區域。因遠離海洋、南靠高原，形成了乾旱和半乾旱氣候特徵，水資源的短缺問題嚴重影響著當地的生態環境和社會發展。

中國西北地區是全球變化的敏感區，近年來有諸多觀測分析指出該區域在過去幾十年來存在著顯著的變濕趨勢，但是原因並不清楚。最近，中國科學院大氣物理研究所博士研究生彭冬冬與其導師周天軍研究員通過對觀測資料的分析，指出自1961年以來中國西北地區夏季降水呈顯著增加趨勢並主要集中在西北西部；進一步地，他們基於水汽收支診斷分析方法發現，熱力因子（水汽變化）和動力因子（環流變化）均對西北變濕有顯著正貢獻，且前者貢獻更大。他們進一步分析了該區域的能量收支並指出，一方面，西北地區地面向下的長波輻射增加，致使地面向下的凈輻射增加，有利於蒸發增強，因此大氣中的水汽含量升高，有利於降水增加；另一方面，近幾十年來亞洲夏季副熱帶西風急流位置發生了顯著南移，致使西北地區上空出現正渦度平流異常，引發局地上升運動增強，為降水的增多提供了有利的動力環境。

「這一工作的價值在於明晰了造成降水增多的水汽收支過程，特別是關於熱力項和動力項的分離，有助於我們從物理上理解造成降水增多的原因」，彭冬冬說。「不過，西北地區水汽收支研究面臨的一個難題是系統的、長時間的、質量可靠的資料極為缺乏，加強與中亞國家的合作，促進資料共享，從而從更為廣闊的視角上理解西北乾濕變化的原因是解決問題的途徑之一。另外，我們的這項研究止於揭示出與水汽變化變化有關的熱力項和與大氣環流變化有關的動力項的貢獻，儘管這是機理研究上的顯著進步，但是離徹底明晰變濕的原因還有距離；未來要關注包括西北在內的絲綢之路經濟帶核心區的長期乾濕變化，並通過利用氣候系統模式進行大量的模擬實驗，來進一步揭示該區域乾濕變化的原因，特別是人類活動和自然變率的相對貢獻」，他最後強調。

相關成果於近日在J. Geophys. Res. Atmos.雜誌發表。

中國西北1961-2010年夏季平均降水氣候態（左列，單位：mm day-1）和長期變化趨勢（右列，單位：mm day-150 year-1）空間分布。(a)-(b):中國氣象局台站數據結果。(c)-(d):格點數據CN05.1結果。(e)-(f)：再分析資料JRA55結果。

西北降水增加水汽收支診斷分析結果示意圖

來源：中國科學院大氣物理研究所

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