中科院大气物理研究所|| 温室气体浓度升高可致青藏高原热源增强，科研进展
夏季青藏高原的抬升加热作用 ， 使得上空大气成为热源 ， 形成了高原及周边地区独特的气候特征 。 近百年来 ， 大气中温室气体浓度持续上升 ， 对全球气候系统有着深远的影响 ， 但是它对青藏高原大气热源变化的贡献和相应机理 ， 我们还不是很清楚 。
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基于耦合模式比较计划第五阶段的实验结果 ， 中国科学院大气物理研究所的屈侠副研究员、黄刚研究员和成都信息工程大学的朱丽华讲师合作研究指出 ， 大气中CO2浓度的增加 ， 可导致夏季青藏高原大气热源增强 ， 见图1灰色柱状图 。 CO2辐射强迫的增强 ， 可导致青藏高原及上空大气增温 ， 大气饱和水气压增强 ， 空气湿度增加（图2d）；在局地气候态上升运动的作用下 ， 更多的水汽被输送至上空 ， 凝结产生潜热释放 ， 导致高原的热源增强 。 同时 ， 青藏高原大气增温可导致整层大气向外的长波辐射增强 ， 大气辐射冷却作用增强 ， 部分抵消了热源增强的作用 。
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图1青藏高原大气热源及相关分量对CO2辐射增强的响应 。 X轴各项依次为大气热源、大气潜热、地表感热、大气辐射加热、地表向下长波、地表向上长波、地表向下短波、地表向上短波、大气层顶向上长波 ， 大气层顶向上短波和大气层顶向下短波辐射 。 灰色、蓝色、绿色、紫色柱状分别为CO2总效应、直接辐射效应、海洋增温和海温分布型的贡献 ， 红色柱状为直接辐射和海洋均匀增温效应的加和
大气CO2辐射增加主要通过两种途径影响到青藏高原热源变化：一是通过改变大气辐射平衡直接影响到高原气候（简称“直接辐射效应”） ， 二是通过改变全球海表温度间接影响高原气候（简称“海洋增温效应”） 。 直接辐射效应可导致高原增温 ， 加强了高原周边与海洋的热力对比 ， 高原上升运动增强（图2b） ， 表面湿度微弱增加（图2f） 。 海洋增温效应 ， 一方面可加热全球大气 ， 使得高原大气水汽增多（图2f）；另一方面 ， 减弱了高原周边陆地与海洋的热力差异 ， 最终导致青藏高原周边上升运动减弱（图2c） 。 两种效应的共同作用下 ， 夏季青藏高原上升运动变化不明显 ， 大气湿度增加 ， 高原潜热增加 ， 最终热源增强 ， 见图1 。
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图2CO2总效应（第1列）、直接辐射效应（第2列）和海洋增温效应（第3列）对400hPa气压速度（p坐标系下垂直速度 ， 第1行）和地表空气湿度（第2行）的贡献
此外 ， 海洋增温效应 ， 使得高原气温升高 ， 大气向地表和外太空发射的长波辐射增强 ， 大气辐射冷却作用增加 ， 部分抵消了热源的增强作用 。 直接辐射效应的贡献则相对微弱 ， 见图1 。
该研究受到第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0102)、中国科学院战略性先导科技专项(XDA20060501)、国家自然科学基金(41831175 ， 41530425)和中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目(COMS2019Q03)共同资助 。
【文章信息】
1、Qu,X.,Huang,G.&Zhu,L.CO2-inducedheatsourcechangesovertheTibetanPlateauinborealsummer-PartI:thetotaleffectsofincreasedCO2.ClimDyn(2020).https://doi.org/10.1007/s00382-020-05353-9 ， https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05353-9
【中科院大气物理研究所|| 温室气体浓度升高可致青藏高原热源增强，科研进展】2、Qu,X.,Huang,G.CO2-inducedheatsourcechangesovertheTibetanPlateauinborealsummer-partII:theeffectsofCO2directradiationanduniformseasurfacewarming.ClimDyn55,1631–1647(2020).https://doi.org/10.1007/s00382-020-05349-5 ， https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00382-020-05349-5
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