青藏高原地形復雜,海拔起伏劇烈,尤其是南部的喜馬拉雅山區。研究青藏高原山地地區的陸氣相互作用過程,對理解整個青藏高原的地表過程有著重要的意義。空氣動力學粗糙度是陸面過程模式中計算動量和能量通量必不可少的參數,由于理論上的局限性和觀測數據的缺乏,山地地區的空氣動力學粗糙度研究到目前為止非常有限。
中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心研究員馬耀明課題組(博士生韓存博為第一作者)利用青藏高原珠峰站、獅泉河站和理塘站觀測得到的大氣風溫廓線數據、湍流數據以及地面氣象數據,研究了該地區的有效空氣動力學粗糙度。珠峰站、獅泉河站和理塘站分別位于喜瑪拉雅山中段、岡底斯山東部和橫斷山區,因此能夠代表青藏高原典型山地地區。計算結果表明,山地地區的有效空氣動力學粗糙度要比局地尺度的空氣動力學粗糙度大一到兩個量級。該研究是首次利用觀測數據計算得到青藏高原山地地區的有效空氣動力學粗糙度,對青藏高原地區的陸面過程模擬和區域氣候模擬有重要的應用價值。
這一研究成果近日發表在Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 上(Han, C., Y. Ma, Z. Su, X. Cheng, L. Zhang, M. Li, 2015, Estimates of effective aerodynamic roughness length over mountainous areas of the Tibetan Plateau, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 141: 1457–1465, DOI:10.1002/qj.2462)。
圖1 珠峰站(QOMS)、獅泉河站(Shiquanhe)、理塘站(Litang)位置,ASL為海拔高度
圖2 計算結果:(a)珠峰站,(b)獅泉河站,(c)理塘站