青藏高原不仅在艺术和文学方面有重要的象征意义和情感价值,对于我国气候的形成也起着举足轻重的作用。我国对青藏高原的研究可以追溯到上世纪五十年代,那时中国气象事业奠基人之一的叶笃正先生刚刚学成归国,他敏锐地发现青藏高原夏季其上空大气的热源作用对下游东亚地区的天气形势有着重要的影响。叶先生的研究工作直接开创了青藏高原气象学,并使国际上接受了大地形热力作用的概念。
前面提到,冰天雪地是三极的共同点之一,而且我们上学时的课本中也有提到我国夏季气温分布特点是“除青藏高原地区外,全国普遍高温”。那么青藏高原的“热情”又从何说起呢?事实上,“冷”和“热”是相对的概念,对于身处平原的我们而言,青藏高原自然是非常冷的。但是当我们把自己抬升到与青藏高原同一海拔高度的大气时就会发现,青藏高原地表温度是显著高于周边大气温度的。
地表和大气温度差形成的主要原因是垂直方向上温度递减速率不同。大气在垂直方向上每上升1km温度下降约6.5℃,以夏季为例,当海平面大气温度达到30℃时,海拔5km的大气温度在0℃左右。但是高原地表温度并没有按照特定的速率递减,在夏季地表温度依然可以维持在10~20℃之间。与四周的高空大气相比,夏季的青藏高原简直是“热情似火”了呢。
此外,高原接收太阳辐射时间长,其日照时间比同纬度的东部地区几乎多了一半,比临近的四川盆地多了两倍。被称作“日光城”的拉萨,每年平均日照总时数超过3000个小时,平均每天有8小时15分钟的太阳。
夏季青藏高原的抬升加热作用,使得其上空大气成为热源,塑造了高原及其周边地区独特的气候特征,极大地影响到了亚洲气候的分布格局。我国夏季风的形成是由于风从气压较高的海洋吹向气压较低的陆地,而高原的热源作用会使地面空气受热膨胀,在高原表面形成一个低压区,尤如一台巨型“气泵”,吸引周围空气吹向高原,从而造就了更加强劲的东亚、南亚夏季风。
近百年来,大气中温室气体浓度持续增加,引起全球气温升高,而青藏高原作为全球变暖响应最明显的地区,同时也是未来全球气候变化影响不确定性最大的地区,高原上空环流变化一直是气象学家们关注的焦点之一。来自中国科学院大气物理研究所黄刚研究员、屈侠副研究员等的一项研究发现,随着大气中二氧化碳浓度的增加,夏季青藏高原热源将会增强。
由于高原本身生态环境极其脆弱,高原热源作用增强会带来一系列不可逆转的影响。青藏高原(也称为“亚洲水塔”)的又一重要作用是提供淡水资源,高原储存着大量的冰川,全球变暖背景下冰川减少伴随着冰雪融化,这将影响其下游长江、恒河等河流流量,进一步影响到下游城市的供水系统、食品安全及能源生产。
高原一直是全球变暖的敏感区,其增暖速度远高于全球平均,即使按照《巴黎协定》中的最佳设想——人类社会在本世纪末将全球变暖限制在1.5℃,兴都库什喜马拉雅地区温度也将上升2.1℃,并导致该地区三分之一的冰川融化,这关系到数十亿山区居民和居住在亚洲其他地区人们的水资源供给。因此,研究青藏高原并不只是关注一个遥远美丽的“女神”,更是在关心我们的未来。