青藏高原低涡(TPV)是在引发青藏高原及其下游地区夏季降水的一个关键系统。囿于高原低涡生成机制的复杂性,基于成因的低涡分类也是一个很大的挑战。近日,我院青年教师汤艺琼与中国科学院大气物理研究所吴国雄院士团队合作,对低涡的生成机制进行了详细分析,研究成果发表在在国际权威期刊《Climate Dynamics》。
本研究通过引入标准化的500 hPa的相当位温24小时增量指数(
),将1980年至2016年6月生成的所有高原低涡个例从成因上分为两类,并对这两种类型的极端情况进行合成分析,即5%和95%百分位数的
的情况。结果表明:70%发生在变暖变湿的环境中,热力作用对指数为正的类型起决定作用;另外30%则发生在变冷变干的环境中,大尺度环流的动力效应主导该类型低涡的生成(图1)。对于指数为正类型,高原上空的位势高度增量呈现西负东正的偶极子模态,有利于高原西部上空的偏南气流的增强,同时带来地表水汽辐合。因此,伴随着高原西部的上升运动,在云底高度附近有强烈的凝结加热,导致低层位涡制造,最终形成高原低涡。而对于指数为负类型,在高原涡发生位置出现500 hPa的横向切变线和250 hPa的上游槽。伴随异常西风带,纬向平流产生正位涡异常。此外,昆仑山脉的摩擦效应也有助于昆仑山东南侧高原低涡的多发。

图. 1980-2016年6月高原低涡的(a)生成位置(黑色十字符号),(b)对应的初始指数(彩色圆点,单位:K)及标准化后的极端5%(c)负、(d)正
所对应的六月低涡生成位置。黑框(c中的33°–36° N, 78°–90° E及d中的34.0°–36.5° N, 79–90° E)表示高原低涡高发区的关键位置。背景底图为海拔(单位:米)。蓝色实线为海拔高度超过3000米的轮廓线。
论文信息:Yiqiong Tang; Guoxiong Wu; Bian He; Yimin Liu; Jiangyu Mao; Two types of Tibetan Plateau vortex genesis in June and the associated mechanisms, Climate Dynamics, 2023, https://doi.org/10.1007/s00382-023-06806-7