地理科学论文关于青藏高原

地理科学论文关于青藏高原

6月青藏高原热源厚度变化分析

摘要：利用1961到2001年，41年欧洲中心再分析资料计算的

热源，分析每10年热源最大值层高度距平的变化。利用EOF，分析

6月份高原大气热源最大值层高度异常和高原大气热源最大值层的

加热率值。最后对高原最大加热层高度异常年大气环流进行合成分析，了解高原热源厚度的异常变化与大气环流的关系。结果表明(1)

从1961到2001年，41年中，60年代跟70年代高原上热源最大值

层高度与多年平均相比偏高，在80年代到90年代，高原上热源最

大值层高度较多年平均偏低。热源最大值层高度总体呈下降趋势。(2)对高原热源高度距平的EOF分析表明，高原中部热源最大值层高

度与高原两侧热源最大值层高度显示出正负相反的形势，热源最大

值层高度呈现出年代际的变化。(3)对热源最大值层加热率值的EOF

分析表明，高原东部热源最大值层加热率值和高原西部热源最大值

层加热率值显示出正负相反形势，热源最大值层加热率值也呈现出

年代际的变化。

关键词：青藏高原，热源最大值层高度，热源最大值层加热率值

一、引言

长期以来，青藏高原的热力作用一直是青藏高原气象学研究中的重要课题之一，受到了许多气象工作者的重视。[1]在20世纪50年代，叶笃正(1957)和Flohn(1957)就分别发现青藏高原是大气的热源。[2]为深入研究高原大气热源的性质和变化，在1979年5-8月，中外气象科学家组织了第一次大规模的青藏高原气象科学考查实验(QXPMEx79)，[3]此后，到1998年的近20年间，又进行了一系列的

与青藏高原有关的国际、国内气象科学考查实验.[4]在这些实验资

料的基础上，许多学者研究了青藏高原加热场的时空分布和变化特征、青藏高原热源对大气环流、季风、ENSO以及东亚天气气候变化

的影响。[5]如，叶笃正(1979)、陈隆勋(1985)等用不同的资料和方

法估算、分析过青藏高原上大气热源的分布和变化的特征，这些研

究为准确、合理地估算青藏高原的热力作用起到了重要促进作用。[6]还有许多研究者(Luo等，1984;Yanai等，1994;简茂球，2001;

赵平等，2001;等等)先后进一步地研究和分析过高原的热源汇特征，[7]他们指出，在冬半年高原上空对流层是一个冷源，在夏半年是一

个热源，雨季前整个高原均以感热为主，夏季雨季期间感热和潜热

共同起作用。[8]其中，赵平等(2001)用1961一1995年青藏高原及

其附近地区148个地面站月平均资料计算了35年的青藏高原大气热

量源汇，得到青藏高原热状况的长时间序列;并指出在年代际变化尺

度上，1977年前后高原大气热量源汇明显具有突变特征，其后大气

热量源汇显著增加。

二、资料与方法介绍

(1)本文采用资料为1961到2001年41年欧洲中心再分析资料计算的热源资料。青藏高原地区以(70°E-105°E，25°N-40°N)矩形

区域表示。高原东、西部以87°E为界限，87°E以西定义为高原

西部，87°E以东定义为高原东部。

(2)EOF分析

EOF法(经验正交函数)的基本思想：将气象要素场序列分解成正

交的时间函数与正交的空间函数乘积之和，常把空间函数看作典型场，时间函数看作典型场的权重系数，则不同时间的要素场是若干

个典型场按不同权重线性迭加的结果。各个场之间的差别就在于各

典型场系数的不同。上述基本思想用公式表示即：

实际上，自然正交函数(经验正交函数)展开就是以场上各点要素值的“相关矩阵”的特征向量为典型场的正交函数展开。

经验正交函数(EOF)没有固定的函数形势，在用资料场构造典型

场时不需人为事先规定，能客观地反映原始场的结构和特征，另一

方面，它收敛速度快，有利于大量信息的浓缩和集中，能较好地反

映出气象要素场的主要空间振荡特征。

三、每10年热源最大值层高度距平平均

在60年代高原主体皆为负值区，在高原的西南，西北与东侧为

正值区，说明在60年代高原主体上的热源最大值层高度与多年平均

相比偏高。到了70年代，整个高原全为负值区，高原西北侧的正值

区消失，但高原西南侧与高原东侧的正值区依然存在，故在70年代，高原上的热源最大值层高度与多年平均相比较也较高。80年代高原

西南侧的正值中增强，与高原东侧的正值中心相连，整个高原南部

都处于正值区，高原的北部为负值区，说明在80年代，高原南部的

热源最大值层高度较多年平均偏低，高原北部的热源最大值层高度

较多年平均偏高。在90年代，等值线分布整体与80年代相近，但

在高原的中部，0线有所南压，高原南部为正值区，北部为负值区，说明高原南部的热源最大值层高度与多年平均相比偏低，北部与多

年平均相比偏高。从4张10年平均图可以看出，在高原上热源最大

值层高度总体呈下降趋势。

(a)61-70年平均

(b)71-80年平均

(c)81-90年平均

(d)91-01年平均

四、高原大气热源最大值层高度异常的EOF分析

根据热源最大值层高度异常距平的EOF分析的结果，第一模态的方差贡献为16.18%，其空间分布主要呈现环绕型，高原上值主要在

0线附近，而在高原南侧、北侧、印度北部与四川云南地区各有负

值中心，在高原中部与东部有正值。时间序列上热源最大值层高度

表现出了年代际的变化，在1982年前为正，在1982年到1989年为负，1989年以后至1999年又呈正，1999年至2001年为负。在

1982年前，高原南侧、北侧、印度北部与四川云南地区为加热最大

值层高度与多年平均相比较的高值区，在1982年到1989年这些地

区的加热最大值层高度与多年平均相比偏低，1989年以后至1999

年这些地区的加热最大值层高度较多年平均偏高，1999年至2001

年这些地区的加热最大值层高度又较多年平均偏低。在1982年前，

高原中部与东部为加热最大值层高度与多年平均相比较的低值区，