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谁“偷走”了我们的云?

【字体:   2019-08-19 16:24:37   来源: 中国气象报社  

 在气候变化背景下的今天,除了“变热了”这个最直观的感受外,人类所在地球大气中的许多事物可能也在不知不觉间发生着变化。而我们抬头就能望见的云就是其中一个。

在近期发表在《大气科学》上的一项研究中,中科院大气物理研究所研究团队利用中国地区1960-2012年543个站点的总云量、平均气温和相对湿度的日平均资料,解密了近几十年我国上空云的明显变化。我国的“云都”在哪里?我国总云量是增多还是减少?总云量的变化又与全球气候变暖有着怎样的内在联系?从中都能找到解答。

■我国总云量呈南方多、北方少的带状分布特征,最大值在四川盆地为82%;

■我国总云量呈显著下降趋势,其中东北地区南部、华北南部、华中和华东地区、四川盆地等下降十分显著;

■我国总云量年际变化与气候变暖密切相关。

近50年来我国总云量波动式下降

1960-2012年我国总云量主要呈波动式下降趋势,特别是在东北地区南部、华北南部、华中和华东地区、四川盆地等地,下降十分显著。

不过,这种下降在不同时段变化趋势不同。20世纪60年代总云量平均为58.52%,70年代上升至58.89%,表现为略上升的趋势;而随后的三个十年均呈快速下降趋势,其中2000-2009年平均只有55.6%,总云量下降了3.29%。

1960年至2012年中国地区总云量空间分布

在空间分布方面,我国总云量呈南方多、北方少的带状分布特征,这与我国各地区不同的气候环境有很大的相关关系。

该研究第一作者,中科院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室、海南省气象科学研究所高级工程师符传博介绍,北方地区气候相对于南方要干旱,年平均雨量少,水汽供应少,导致云量也少;而南方地区主要受季风气候影响,特别是夏季,降水量多,水汽供应充足,云量自然也多。

我国西南地区的四川、云南和贵州,华南、江南等地是总云量的高值区,四川盆地的年平均总云量最多高达82%。总云量高值中心的形成主要与高原东侧的动力作用和西南季风的水汽供应充足有关。云量最少区域位于新疆南部、内蒙古中东部等地,这些地区主要是沙漠和戈壁等较为干旱的区域,不利于云的形成。

如果按季节来分析我国1960-2012年各个季节平均的总云量,夏季是总云量最多的季节,春秋季次之,冬季最少。这与我国季风气候特点存在明显的相关性。符传博介绍,夏季是我国夏季风最强盛的时期,从热带海洋地区输送过来的暖湿空气充足,加上夏季气温较高,蒸发量大,从而总云量偏多;冬季我国主要受冬季风影响,从北方南下的干冷空气影响我国大部分地区,加上气温较低,蒸发量少,成为云量形成最少的时段。

云量减少的“锅”或应由气候变暖背

在全球气候变暖的气候背景下,我国大部分地区气温也呈现显著的上升趋势,同时伴随着相对湿度降低的过程。

云的形成过程主要为大气中的水汽通过凝结或凝华而成。根据克拉佩龙-克劳修斯(Clausius-Clapeyron)方程,平均气温增加使得饱和水汽压增加,导致相对湿度减少,云的形成减少。那实际变化是否遵循这一理论呢?根据,除了我国西部、华北的局部地区外,总云量与平均气温呈现较好的负相关关系,与相对湿度呈现较好的正相关关系。

我国的平均气温以1990年为转折点,1990年之前平均气温偏低,1990年之后平均气温偏高,这与总云量距平变化一致。相对湿度以2000年为转折点,2000年之前偏高,2000年之后相对湿度偏低,这也与总云量变化有很好的一致性。

标准化后的总云量与平均气温时间序列对比(空心折线为总云量 实心折线为气温)

符传博表示,云不仅是气候变化的重要因子之一,也是连接辐射平衡、水循环等方面的关键物理过程。它一方面调节地气系统的辐射能量平衡,另一方面对热量交换、水汽循环起重要作用。云作为全球气候系统的主要参数之一,其变化在较大程度上能对全球气候产生影响。反之,全球气候的变化也会引起云的宏观参数和微物理特性的调整变化。在当今全球变暖的气候背景下,气温和相对湿度的变化,正对我国地区总云量的变化产生着影响。


作者: 12_anhui
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