Environ. Res. Lett. |陆地水汽来源主导西北地区夏季降水波动

文摘   2024-11-17 11:32   北京  

DOI:10.1088/1748-9326/ad8b5e

中国西北地区(NWC)以干旱和半干旱环境为特征,对降水变化高度敏感。最近的研究表明 NWC 有湿润趋势,但量化其水汽来源仍然具有挑战性。在这里,采用社区大气模型 5.1 版(CAM5.1)结合大气水示踪算法进行 40 年的模拟,我们确定 NWC 夏季水汽的主要来源是陆地来源(82% 的水汽和 77% 的降水),即来自局部蒸发、北亚(NA)、欧洲(EUP)、青藏高原南部(STP)和中国东南部(SEC),而不是海洋来源。与西北气流(NA 和 EUP)相比,NWC 上空有利的天气模式提高了东南气流输送(STP 和 SEC)的降水转化效率。我们还发现西北地区降水的波动,表现为夏季干湿交替,主要是由来自北美的直接输入和来自 STP 的再蒸发输送增加的水分贡献所致。我们的研究表明,内陆的水分变化主要由附近的陆地来源驱动,并强调了陆地水分输送的复杂机制。

图 1. 本研究中标记的 15 个水汽来源区:(1)北印度洋(NIO);(2)西北太平洋(NWP);(3)北大西洋(NAO);(4)北冰洋(ARC);(5)其他海洋区域(OMA);(6)非洲(AF);(7)欧洲(EUP);(8)北亚(NA);(9)印度(IND);(10)中国西北地区(NWC,包括青藏高原北部);(11)青藏高原南部(STP);(12)东北亚(NEA);(13)中国东南部(SEC);(14)东南亚和南海(SEA&SCS);(15)其他陆地区域(OLA)。

图 2.  1982–2021 年 GPCP(虚线)与模拟的 CAM5(实线)夏季降水年际偏差;归一化 CAM5 夏季降水(红色三角形);线段表示降水偏差的增长率(1982–2021 年为黑色,2000–2021 年为灰色)。

图 3. 全球水分源区对西北地区对流层水汽含量 (a)–(b) 和降水 (c)–(d) 的月平均(1982–2021 年)绝对贡献 (a);(c) 和百分比贡献 (b);(d)(Rest_Land 包括 SEA、IND 和 OLA,Rest_Ocean 包括 ARC 和 OMA)。

图 4.  1982-2021 年期间从干旱到潮湿的夏季全球水源区对 NWC(a)、NA(b)和 STP(c)降水的平均每月绝对贡献(条形图)和百分比贡献(饼图)。

图5. 典型地区夏季干燥(第一线)和潮湿(第二线)降水事件期间水分来源的聚类轨迹图(a)、(c)。2005 年至 2021 年西北大陆架西北部(KLMY)和(b)、(d)。西北大陆架东南部(PL))基于 HYSPLIT。

图 6.欧亚大陆及其周边地区(阴影部分)的(a)NIO、(b)NWP、(c)NA 和(d)STP 源的湿润和干燥夏季标准化降水量(mm d −1 ) 的差异,箭头部分描绘了干燥和潮湿夏季 500 hPa 和 850 hPa 的风场图。

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