青藏高原深对流对平流层水汽的影响及其全球气候效应研究
批准号:
41875108
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
陈权亮
依托单位:
学科分类:
气候与气候系统
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
蔡宏珂、李扬、汪正林、高国路、孙一、陶威
中文摘要
青藏高原由于其高大地形和夏季强热源的作用,在平流层-对流层物质交换中具有重要贡献。目前,青藏高原深对流活动对平流层水汽的影响及其相关的内在物理机制还不是很清楚。本项目将利用再分析资料,结合多源卫星资料,研究平流层水汽的多尺度精细化时空演变特征,分析比较青藏高原地区平流层水汽与亚洲季风区及同纬度地区的差异。采用高分辨率拉格朗日轨迹模式,计算分析平流层水汽的来源。通过诊断分析,结合数值模拟实验,探讨青藏高原深对流活动对平流层水汽输送的作用过程和内在机理。进一步计算分析青藏高原区域深对流发生时对流层-平流层水汽输送通量,定量评估青藏高原地区深对流活动对平流层水汽变化的贡献。最后通过数值模拟实验,揭示平流层水汽变化的全球气候效应。项目研究成果将为进一步研究平流层-对流层水汽交换及其导致的全球气候环境效应提供事实依据和物理基础。
英文摘要
Tibetan Plateau has a great impact on the atmospheric circulation owing to its giant terrain and strong summertime heat source, and plays an important role in the stratosphere-troposphere exchange (STE). So far, a comprehensive understanding of the deep convective transportation of water vapor over the Tibetan Plateau into the stratosphere and its mechanism is still pending. Using reanalysis data and multi satellite products, this project will first investigate the multi fine-scale spatial-temporal change of stratospheric water vapor, comparing the stratospheric water vapor over the Tibetan Plateau with that over the Asian summer monsoon region and other regions in similar latitudes. The source of stratospheric water vapor is further studied by using a high-resolution airflow trajectory model based on the Lagrangian method. With diagnosis and numerical simulation, transport process of water vapor into the stratosphere by deep convection over the Tibetan Plateau and its dynamical mechanism are also discussed in this project. Specifically, this project will calculate the flux of water vapor transport into the stratosphere caused by deep convections over the Tibetan Plateau, and quantify the contribution of the deep convection over the Tibetan Plateau on stratospheric water vapor variations. Finally, through numerical simulations, this project will unveil the global climatic impacts of stratospheric water vapor variations modulated by deep convections over the Tibetan Plateau. The results of this project could provide fundamental fact and physical understanding for further studies on the STE of water vapor and its global climatic impacts.
青藏高原由于其高大地形和夏季强热源的作用,在平流层-对流层物质交换中具有重要贡献。目前,青藏高原深对流活动对平流层水汽的影响及其相关的内在物理机制还不是很清楚。本项目利用多源资料,深入研究了平流层水汽的多尺度精细化时空演变特征,并对比分析了青藏高原地区平流层水汽与亚洲季风区及同纬度其他地区的差异。进一步结合数值模拟实验,探讨青藏高原地区深对流活动对平流层水汽输送的作用过程和内在机理。最后通过数值模拟实验,揭示平流层水汽变化的全球气候效应。主要结论如下:(1)水汽具有非常明显的垂直梯度,在平流层的下层、中层和上层水汽含量差异较大。不同季节湿层顶所处的高度不同,夏季和秋季湿层顶的位置升高。平流层水汽呈现明显的增长趋势。特别是在平流层低层,近十年来平流层水汽含量显著增加。(2)青藏高原及其南坡深对流,最高可以穿透对流层达到18km以上,比亚洲季风区和同纬度其他地区明显偏高,深对流作用使得平流层水汽增加超过了15%。(3)进一步确认了平流层水汽对ENSO活动响应的季节演变,在厄尔尼诺冬季,对流层上层明显变暖,平流层下层变冷。在接下来的春季,对流层上层的异常变暖明显比冬季加强,暖空气向上一直延伸到低平流层。此外,春季平流层下层的异常变暖也比冬季更强烈,导致进入平流层低层的水汽含量增加。(4)极端厄尔尼诺活动使热带平流层中下层发生了强烈的湿润,并且这种湿润效应主要出现在印度西太平洋暖池区。印太暖池对平流层水汽的影响存在显著的季节变化和南北半球差异,暖池变暖使平流层低层变干燥的现象在冬季更显著,而在春季较弱。(5)热带海温的变化能够通过极地平流层将信号放大储存,通过极涡信号下传至对流层甚至到达地面,对北半球尤其是欧亚大陆中高纬度地区的天气和气候变化有重要影响。项目研究成果将为进一步研究平流层-对流层水汽交换及其导致的全球气候环境效应提供事实依据和物理基础。
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The first two leading modes of the tropical Pacific and their linkage without global warming
热带太平洋的前两种主导模式及其在没有全球变暖的情况下的联系
DOI:
10.26464/epp2019019
发表时间:
2019-03
期刊:
Earth and Planetary Physics
影响因子:
2.9
作者:
[Li Yang, Chen Quanliang, Liu Xiaoran, Xing Nan, Cheng Zhigang, Cai Hongke, Zhou Xin, Chen Dong, Wu Xiaofei, Li Minggang]
通讯作者:
Li Minggang
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
云南大学学报(自然科学版)
影响因子:
--
作者:
[段汀, 陈权亮, 王悦, 陈朝平, 李昱锐]
通讯作者:
李昱锐
Analysis of the variations in the strength and position of stratospheric sudden warming in the past three decades
近三十年来平流层突然增温的强度和位置变化分析
DOI:
10.1080/16742834.2019.1586267
发表时间:
2019-03
期刊:
Atmospheric and Oceanic Science Letters
影响因子:
2.3
作者:
[Zhang Ludan, Chen Quanliang]
通讯作者:
Chen Quanliang
The increasing predominance of extreme precipitation in Southwest China since the late 1970s
20世纪70年代末以来,西南地区极端降水现象日益突出
DOI:
10.1016/j.aosl.2022.100227
发表时间:
2022-05
期刊:
Atmospheric and Oceanic Science Letters
影响因子:
2.3
作者:
[郑国伟, 李扬, 陈权亮, 周欣]
通讯作者:
周欣
Nonlinear response of Northern Hemisphere stratospheric polar vortex to the Indo-Pacific warm pool (IPWP) Nino
北半球平流层极地涡旋对印度太平洋暖池(IPWP)尼诺的非线性响应
DOI:
10.1038/s41598-019-49449-7
发表时间:
2019
期刊:
Scientific Reports
影响因子:
4.6
作者:
[Zhou Xin, Chen Quanliang, Xie Fei, Li Jianping, Li Minggang, Ding Ruiqiang, Li Yanjie, Xia Xin, Cheng Zhigang]
通讯作者:
Cheng Zhigang
共 19 条
青藏高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特征、形成机理及趋势预估研究
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批准号:U20A2097
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:262.0万元
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批准年份:2020
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负责人:陈权亮
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依托单位:
青藏高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特征、形成机理及趋势预估研究
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批准号:--
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项目类别:--
-
资助金额:262万元
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批准年份:2020
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负责人:陈权亮
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依托单位:
平流层过程及其天气气候效应研究暑期培训
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批准号:42042014
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:12万元
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批准年份:2020
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负责人:陈权亮
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依托单位:
青藏高原深对流活动及其对大气成分的输送过程研究
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批准号:41475037
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项目类别:面上项目
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资助金额:91.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈权亮
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依托单位:
平流层AO异常下传影响对流层天气过程中的行星波的作用
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批准号:41005021
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈权亮
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依托单位:
国内基金
海外基金