“高冷”的青藏高原夏季是熱島？

　　作為世界屋脊，青藏高原海拔高，與南北極一樣寒冷，大部分區(qū)域也與南北極一樣毫無(wú)生機(jī)，因此也被稱作地球“第三極”，通往青藏高原的鐵路在歌曲中也被稱為“天路”。青藏高原給人們的印象總是遙遠(yuǎn)而神秘，然而你知道嗎，青藏高原這位“（又）高（又）冷”的女神并非遙不可及，她與我們的生活時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行著互動(dòng)。

　　青藏高原：其實(shí)我很“熱”情　　

　　青藏高原不僅在藝術(shù)和文學(xué)方面有重要的象征意義和情感價(jià)值，對(duì)于我國(guó)氣候的形成也起著舉足輕重的作用。我國(guó)對(duì)青藏高原的研究可以追溯到上世紀(jì)五十年代，那時(shí)中國(guó)氣象事業(yè)奠基人之一的葉篤正先生剛剛學(xué)成歸國(guó)，他敏銳地發(fā)現(xiàn)青藏高原夏季其上空大氣的熱源作用對(duì)下游東亞地區(qū)的天氣形勢(shì)有著重要的影響。葉先生的研究工作直接開創(chuàng)了青藏高原氣象學(xué)，并使國(guó)際上接受了大地形熱力作用的概念。

　　前面提到，冰天雪地是三極的共同點(diǎn)之一，而且我們上學(xué)時(shí)的課本中也有提到我國(guó)夏季氣溫分布特點(diǎn)是“除青藏高原地區(qū)外，全國(guó)普遍高溫”。那么青藏高原的“熱”情又從何說(shuō)起呢？事實(shí)上，“冷”和“熱”是相對(duì)的概念，對(duì)于身處平原的人們而言，青藏高原自然是非常冷的。但是當(dāng)人們把自己抬升到與青藏高原同一海拔高度的大氣時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，青藏高原地表溫度是顯著高于周邊大氣溫度的。

　　地表和大氣溫度差形成的主要原因是垂直方向上溫度遞減速率不同。大氣在垂直方向上每上升1000米溫度下降約6.5℃，以夏季為例，當(dāng)海平面大氣溫度達(dá)到30℃時(shí)，海拔5000米的大氣溫度在0℃左右。但是高原地表溫度并沒有按照特定的速率遞減，在夏季地表溫度依然可以維持在10℃~20℃之間。與四周的高空大氣相比，夏季的青藏高原簡(jiǎn)直是“熱情似火”了呢。

　　此外，高原接收太陽(yáng)輻射時(shí)間長(zhǎng)，其日照時(shí)間比同緯度的東部地區(qū)幾乎多了一半，比臨近的四川盆地多了兩倍。被稱作“日光城”的拉薩，每年平均日照總時(shí)數(shù)超過3000個(gè)小時(shí)，平均每天有8小時(shí)15分鐘的太陽(yáng)。

　　夏季青藏高原的抬升加熱作用，使得其上空大氣成為熱源，塑造了高原及其周邊地區(qū)獨(dú)特的氣候特征，極大地影響到了亞洲氣候的分布格局。我國(guó)夏季風(fēng)的形成是由于風(fēng)從氣壓較高的海洋吹向氣壓較低的陸地，而高原的熱源作用會(huì)使地面空氣受熱膨脹，在高原表面形成一個(gè)低壓區(qū)，尤如一臺(tái)巨型“氣泵”，吸引周圍空氣吹向高原，從而造就了更加強(qiáng)勁的東亞、南亞夏季風(fēng)。

　　溫室氣體濃度升高可致青藏高原熱源增強(qiáng)　　

　　近百年來(lái)，大氣中溫室氣體濃度持續(xù)增加，引起全球氣溫升高，而青藏高原作為全球變暖響應(yīng)最明顯的地區(qū)，同時(shí)也是未來(lái)全球氣候變化影響不確定性最大的地區(qū)，高原上空環(huán)流變化一直是氣象學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

　　來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所黃剛研究員、屈俠副研究員等的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，隨著大氣中二氧化碳濃度的增加，夏季青藏高原熱源將會(huì)增強(qiáng)。大氣中二氧化碳濃度增加主要通過兩種途徑影響到青藏高原熱源變化：

　　一是通過改變大氣輻射平衡直接影響到高原氣候（簡(jiǎn)稱“直接輻射效應(yīng)”），直接輻射效應(yīng)可以使高原和上空大氣溫度升高，加強(qiáng)了高原周邊與海洋溫度的對(duì)比，由海洋吹向青藏高原和南亞的夏季風(fēng)增強(qiáng)，高原上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)。

　　二是通過改變?nèi)蚝１頊囟乳g接影響高原氣候（簡(jiǎn)稱“海洋增溫效應(yīng)”），海洋增暖首先通過加熱全球大氣，使得高原大氣中水汽含量增加；其次，該效應(yīng)減弱了高原周邊陸地與海洋的熱力差異，由海洋吹向青藏高原和南亞的夏季風(fēng)減弱，高原上升運(yùn)動(dòng)減弱。

　　在兩種效應(yīng)的共同作用下，夏季青藏高原上升運(yùn)動(dòng)變化不明顯，但大氣濕度的增加會(huì)引起高原上空大氣潛熱釋放增強(qiáng)，熱源也相應(yīng)增強(qiáng)。

　　全球變暖下的青藏高原，不可打開的潘多拉魔盒　　

　　由于高原本身生態(tài)環(huán)境極其脆弱，高原熱源作用增強(qiáng)會(huì)帶來(lái)一系列不可逆轉(zhuǎn)的影響。青藏高原（也稱為“亞洲水塔”）的又一重要作用是提供淡水資源，高原儲(chǔ)存著大量的冰川，全球變暖背景下冰川減少伴隨著冰雪融化，這將影響其下游長(zhǎng)江、恒河等河流流量，進(jìn)一步影響到下游城市的供水系統(tǒng)、食品安全及能源生產(chǎn)。觀測(cè)顯示，在不到一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)，興都庫(kù)什喜馬拉雅地區(qū)由冰川覆蓋的山峰正在轉(zhuǎn)變?yōu)槁懵稁r石。高原冰川、多年凍土的融化會(huì)以二氧化碳、甲烷等形式釋放出遠(yuǎn)古時(shí)期封存于其中的有機(jī)碳，進(jìn)一步加劇全球變暖。

　　美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室錢云博士等在期刊 Advances in Atmospheric Science 發(fā)表的一篇綜述論文指出，除了氣候變暖這個(gè)主因以外，很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為落在喜馬拉雅山脈上的黑碳（一種輕、極細(xì)而松散的黑色粉末），也是導(dǎo)致冰雪加速融化的重要原因。這些黑碳不僅來(lái)自喜馬拉雅山脈周邊國(guó)家城市化進(jìn)程的加速和農(nóng)村燃燒產(chǎn)生的煙塵，還包括北半球工業(yè)國(guó)家乃至歐洲傳過來(lái)的煙塵顆粒。純白的雪面被污染后，會(huì)使得被反射的太陽(yáng)光減少，被吸收的太陽(yáng)光增多，加快了冰雪的融化。

　　高原一直是全球變暖的敏感區(qū)，其增暖速度遠(yuǎn)高于全球平均，即使按照《巴黎協(xié)定》中的最佳設(shè)想——人類社會(huì)在本世紀(jì)末將全球變暖限制在1.5℃，興都庫(kù)什喜馬拉雅地區(qū)溫度也將上升2.1℃，并導(dǎo)致該地區(qū)三分之一的冰川融化，這關(guān)系到數(shù)億山區(qū)居民和居住在亞洲其他地區(qū)人們的水資源供給。因此，研究青藏高原并不只是關(guān)注一個(gè)遙遠(yuǎn)美麗的“女神”，更是在關(guān)心我們的未來(lái)。

　　全球變暖是人類共同面臨的問題，今年被提及的“碳達(dá)峰”“碳中和”等概念展現(xiàn)出我們緩解全球變暖速率的決心。全球變暖下的氣候異常就像一個(gè)潘多拉魔盒，我們要盡最大努力避免它的開啟，畢竟“地球不需要拯救，但留給人類拯救自己的時(shí)間不多了”。

　　據(jù)中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所