春风偶度玉门关
----西北干旱区极端降水成因取得新进展
发表日期:2020-09-03来源：
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近日，中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室科研人员联合中山大学、瑞典哥德堡大学、山东师范大学等科研人员，基于祁连山站高山综合观测体系，集成同位素示踪和WRF模拟方法，发现并确证了在西风带控制的玉门关，夏季风入侵并诱发极端降水的事件。
受全球变暖影响，极端天气气候事件呈现频次增多、强度增大趋势，其所引发的一系列灾害，对区域经济社会发展产生负面影响，因而备受重视。特别是在干旱半干旱地区，天气尺度极端降水对年降水量的贡献日趋增大，小时至日尺度是解析极端降水的重要视角。古语“春风不度玉门关”，意为玉门关为西风带主控，这里的极端降水是否也受夏季风的影响颇受关注。本研究依托祁连山站高山区综合观测体系，将降水稳定同位素比率示踪和大气模式模拟相结合，发现并确证了西风带控制的玉门关，事件尺度季风入侵可诱发极端降水的事实。研究表明：2009-2013年间的六次天气尺度极端降水事件，降水量均呈现出自东向西减弱的空间变化特征，反映出东来水汽影响极端降水的大尺度背景场。以响应范围最广的2013年6月19日极端降水为例，降水稳定同位素比率（δ18O, δD 和 Deuterium (D)-excess）显著下降，而同期湿度较高、气温较低, 揭示出远距离季风水汽输送的重要贡献。WRF模拟同时也反映出非对流性降水为本次极端降水的主要形式，即远距离水汽输入的主导贡献。这与降水稳定同位素比率提供的证据一致。结合降水过程不同层位的水汽传输、垂直运动及对流等过程分析，确证了季风入侵是引发本次极端降水的主控因子。
以上研究成果为理解中国西北干旱区极端降水的成因和准确预报提供了新视角，同时也为祁连山生态环境治理提供了科技支撑。相关研究成果以“Can summer monsoon moisture invade the Jade Pass in Northwestern China?”发表于《Climate Dynamics》。中国科学院西北生态环境资源研究院杜文涛副研究员为第一作者、康世昌研究员、中山大学吉振明副教授为通讯作者。该成果得到了中国科学院中国科学院前沿科学重点研究项目（QYZDY-SSW-DQC021, QYZDJ-SSW- DQC039）、基金委创新群体（41721091）、重点基金（41630754）以及冰冻圈科学国家重点实验室自主课题（SKLCS-ZZ-2020）等联合资助。
文章链接：http://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05423-y
图1 2009-2013年间6次极端降水事件实测站点和格点资料（红点为极端降水，黑点为普通降水）
图2 2013年5-9月降水δ18O and δD关系图
图3 2013年6月19日极端降水时间实测和模拟对比： (a) 累计小时降水实测和模拟对比， (b) 实测和模拟降水空间分布对比， (c) 对流性降水空间分布， (d) 非对流性降水空间分布。
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