亞洲高山區(qū)（包括青藏高原）是全球變暖的熱點(diǎn)區(qū)域，其升溫速率高于全球平均水平。由蘭州大學(xué)領(lǐng)銜的一項(xiàng)最新研究發(fā)表于《自然》旗下期刊《通訊-地球與環(huán)境》，該研究揭示，這一地區(qū)的快速變暖正在顯著影響北半球遙遠(yuǎn)地區(qū)的天氣波動(dòng)。

研究發(fā)現(xiàn)，1940-2022年間，亞洲高山區(qū)放大性的變暖效應(yīng)，已使加拿大和俄羅斯夏季的天氣尺度溫度波動(dòng)增加了21%以上，同時(shí)使東歐和北歐海冬季的溫度波動(dòng)減少了19%以上（圖1）。

圖1 亞洲高山區(qū)增暖放大（HMA）引起的天氣尺度溫度變率（STV）趨勢。(a)夏季和(b)冬季在1940–2022年期間可歸因于HMA的STV趨勢。

這些變化主要通過改變大氣環(huán)流實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，亞洲高山區(qū)變暖如同一個(gè)巨大的“熱力泵”，通過增強(qiáng)的感熱和潛熱釋放，引發(fā)低層空氣輻合上升、高層空氣輻散，從而在上游激發(fā)羅斯貝波。

在夏季，這些波動(dòng)能量沿著急流帶向下游傳播，在俄羅斯和加拿大上空形成高壓異常。高壓系統(tǒng)導(dǎo)致空氣下沉增溫（絕熱加熱），并減少云量，從而增強(qiáng)太陽輻射加熱。這種配置增大了這些地區(qū)的水平溫度梯度，從而造成天氣尺度溫度平流強(qiáng)度的增加（圖2a）。

在冬季，波動(dòng)則通過環(huán)球路徑傳播，在北歐海和東歐上空形成高壓系統(tǒng)。這個(gè)高壓不僅削弱了背景水平溫度梯度，還在東歐上空顯著增強(qiáng)了大氣穩(wěn)定性，抑制了大氣斜壓性和天氣尺度擾動(dòng)的能量來源（如渦動(dòng)動(dòng)能減少），從而共同導(dǎo)致了冬季天氣波動(dòng)的減弱（圖2b）。

圖2 亞洲高山區(qū)增暖放大（HMA）調(diào)控的遙相關(guān)機(jī)制示意圖。HMA變暖分別通過大氣環(huán)流及相關(guān)反饋過程，影響（a）夏季（俄羅斯/加拿大）與（b）冬季（北歐海/東歐）天氣波動(dòng)的機(jī)制。

此項(xiàng)研究結(jié)合觀測數(shù)據(jù)與氣候模型模擬，揭示了區(qū)域性變暖可通過大氣遙相關(guān)產(chǎn)生廣泛的天氣氣候影響。因此，在評(píng)估未來的天氣變化趨勢時(shí)，應(yīng)充分重視亞洲高山區(qū)這一關(guān)鍵因素的作用。

該研究由蘭州大學(xué)、中國科學(xué)院大氣物理研究所及復(fù)旦大學(xué)合作完成。論文第一作者為蘭州大學(xué)謝永坤青年研究員，通訊作者為蘭州大學(xué)黃建平院士與中國科學(xué)院大氣物理研究所吳國雄院士。研究獲國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“青年科學(xué)家項(xiàng)目”（2023YFF0806700）資助。