IAP新成果|大气所揭示近五十年中国西北地区变湿的原因

中国西北地区位于亚欧大陆内陆地区，是“丝绸之路经济带”的核心区域。因远离海洋、南靠高原，形成了干旱和半干旱气候特征，水资源的短缺问题严重影响着当地的生态环境和社会发展。 中国西北地区是全球变化的敏感区，近年来有诸多观测分析指出该区域在过去几十年来存在着显著的变湿趋势，但是原因并不清楚。

最近，中国科学院大气物理研究所博士研究生彭冬冬与其导师周天军研究员，通过对观测资料的分析，指出自1961年以来中国西北地区夏季降水呈显著增加趋势并主要集中在西北西部。

中国西北1961-2010年夏季平均降水气候态（左列，单位：mm day-1）和长期变化趋势（右列，单位：mm day-1 50 year-1）空间分布。(a)-(b): 中国气象局台站数据结果。(c)-(d): 格点数据CN05.1结果。(e)-(f)：再分析资料JRA55结果。 

进一步地，他们基于水汽收支诊断分析方法发现，热力因子（水汽变化）和动力因子（环流变化）均对西北变湿有显著正贡献，且前者贡献更大。

西北降水增加水汽收支诊断分析结果示意图

他们进一步分析了该区域的能量收支并指出，一方面，西北地区地面向下的长波辐射增加，致使地面向下的净辐射增加，有利于蒸发增强，因此大气中的水汽含量升高，有利于降水增加；另一方面，近几十年来亚洲夏季副热带西风急流位置发生了显著的南移，致使西北地区上空出现正涡度平流异常，引发局地上升运动增强，为降水的增多提供了有力的动力环境。 

“这一工作的价值在于明晰了造成降水增多的水汽收支过程，特别是关于热力项和动力项的分离，有助于我们从物理上理解造成降水增多的原因”，该文作者彭冬冬说。

“不过，西北地区水汽收支研究面临的一个难题是系统的、长时间的、质量可靠的资料极为缺乏，加强与中亚国家的合作，促进资料共享，从而从更为广阔的视角上理解西北干湿变化的原因是解决问题的途径之一。”

“另外，我们的这项研究止于揭示出与水汽变化变化有关的热力项和与大气环流变化有关的动力项的贡献，尽管这是机理研究上的显著进步，但是离彻底明晰变湿的原因还有距离；未来要关注包括西北在内的丝绸之路经济带核心区的长期干湿变化，并通过利用气候系统模式进行大量的模拟实验，来进一步揭示该区域干湿变化的原因，特别是人类活动和自然变率的相对贡献”，他最后强调。 

上述成果于近日在J. Geophys. Res. Atmos.杂志发表。

相关论文：

Peng, D., and T. Zhou (2017), Why was the arid and semiarid northwest China getting wetter in the recent decades?, J. Geophys. Res. Atmos., 122, doi:10.1002/2016JD026424. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016JD026424/full

中科院大气物理研究所

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