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非局地陆气相互作用研究取得进展
作者:魏江峰               发布时间:2019/12/06 14:38:15       浏览量:

陆面是气候系统的一个重要组成部分,它与大气有着复杂的水份和能量交换。陆气相互作用研究的一个核心问题是陆面如何影响大气的状态和运动,其中一个关键问题是地表蒸散发如何影响降水。蒸散发不仅直接提供水汽给降水,它还可以增加大气中的水汽含量和对流有效位能,从而使对流和降水更容易发生。过去,关于蒸散发对降水影响的研究多是局地的。但越来越多的研究表明,陆面会通过水汽传输和大气波动等影响下游或遥远区域的天气和气候。但是,至今我们仍然没有获得一个降水受到非局地蒸散发影响的全球空间分布,包括影响的区域、距离、和重要性。

 

我院魏江峰教授联合美国乔治梅森大学Paul Dirmeyer教授,首先运用拉格朗日水汽追踪方案获得了全球陆地降水的水汽源,然后用统计方法计算了降水对局地和非局地蒸散发变化的敏感性,以及这些敏感区域的平均距离,首次获得了一个非局地蒸散发影响全球陆地降水的空间分布。研究发现,在2/3的全球陆地,6-8月降水对局地蒸散发比对非局地蒸散发更为敏感,但有1/5的陆地区域,降水对蒸散发变化的敏感区平均在1000公里以外。尽管降水对非局地蒸散发的敏感性通常比对局地蒸散发的敏感性小一个量级,但是非局地影响的区域通常很大,所以它们的整体影响也可能会很大。所以,将来陆气相互作用研究需要注意陆地非局地的影响。此外,研究还发现青藏高原的局地陆气相互作用异常强烈,这与当地很强的局地水循环率有关。但是因为方法和数据的局限,此结论还需进一步验证。

 

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Figure 1. 6-8月陆地降水对蒸散发变化的敏感性距离(距离越远代表当地降水受到越遥远区域蒸散发的影响)。

 

参考文献:

Wei, J., & Dirmeyer, P. A. (2019). Sensitivity of Land Precipitation to Surface Evapotranspiration: A Nonlocal Perspective Based on Water Vapor Transport. Geophysical Research Letters, 46, 12588– 12597. 

https://doi.org/10.1029/2019GL085613

 

延伸阅读(之前用同样方法对局地陆气相互作用的研究):

Wei, J., & Dirmeyer, P. A. (2012). Dissecting soil moisture‐precipitation coupling. Geophysical Research Letters, 39, L19711. https://doi.org/10.1029/2012GL053038.