你知道吗？长江流域的一次强降雨，可能是青藏高原对大气加热作用所引发的。
我们的地球气候系统由五大圈层组成，分别是大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈。而由岩石圈表面（地表）与低层大气所组成的复合系统被称为地气系统，这个系统的能量平衡或动态变化可以影响全球天气和气候变化。
如果把亚洲气候系统比作一辆汽车，青藏高原就像这辆汽车的引擎。在青藏高原的地表和大气交界面上，每时每刻都在发生着物质和能量的交换，如地表能量的传输和水分的交换、二氧化碳的吸收和排放等等，这些被统称为地气相互作用。
高原农田（来源：中科院青藏高原所马伟强）
高寒草甸（来源：中科院青藏高原所马伟强）
研究人员发现：如果给青藏高原这个引擎加把“火”，我国中东部地区，特别是长江流域就可能迎来一场大雨。长江流域的雨，青藏高原说了算吗？这个引擎的工作原理是：青藏高原热源作用增强，引擎加速工作，通过异常的大气环流导致中国东部降水北多南少。反之，高原热源作用减弱，降水南多北少。从长时间尺度来看，青藏高原这个引擎的工作状态，甚至还影响着中国东部、亚洲乃至北半球气候变化。
青藏高原地表对大气的加热作用又有多大呢？我国和相关国际组织在青藏高原地区进行了多次系统性的大气科学试验，除了常规“点”上的气象观测，他们还利用卫星监测青藏高原上的地气系统能量和水分交换过程并发展了卫星遥感估算方案，可定量计算地表与大气间有多少能量和水分发生了交换，而这在一定程度上有助于提高天气预报和气候预测的准确性。
高海拔自动气象站（来源：中科院青藏高原所马伟强）
还记得青藏高原上触手可及的云吗？受地形影响，在青藏高原上，从云顶到地表的高度约为 5-7 公里，而我国东部地区约为 8-9 公里。如果把地表到云顶之间的大气比作一个圆筒，青藏高原的高大地形则明显压缩了其上的大气柱，造成降水垂直结构与东部平原地区的显著差异。
青藏高原的云（来源：中科院青藏高原所仲雷）
通过卫星遥感和数值模拟的方法，科研人员还发现，除了地表的加热作用，青藏高原上的降水云也是影响我国中东部地区天气和气候的关键要素。降水过程伴随着强烈的能量释放，加热大气，进而改变大气环流状态。同时，青藏高原加热作用产生的对流云团，能够东移至长江流域，引发长江流域的强降水。
未来，科研工作者有望构建高分辨率多过程区域地球系统模型，揭示青藏高原陆气作用对亚洲甚至北半球的影响。
在近期发表于《国家科学评论》（National Science Review, NSR）的综述文章中，中国科学院青藏高原研究所马耀明研究员和中国科学技术大学傅云飞教授与国内多家单位的学者一起，对近年来国内外科学家在青藏高原地气相互作用过程、云和降水特征，及其对下游天气影响方面的研究进展进行了梳理、总结和展望，以系统揭示青藏高原地气相互作用对亚洲和北半球天气和气候的影响和机理。
论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwz226
作者：刘晓倩 仲雷
来源：中国科学院青藏高原研究所
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