1、第五章 青藏高原的熱力作用 地球大氣運(yùn)動(dòng)的能量從根本上講來源于太陽輻射。但太陽短波輻射只有很少一部分真正被大氣直接吸收，而主要為地球表面所吸收，然后再通過地面長波輻射、湍流輸送等形式傳輸給大氣。因此，大氣運(yùn)動(dòng)的根本能源來自太陽，直接能源來自地面。如果按熱力學(xué)的觀點(diǎn)，整個(gè)大氣可看作一部巨大的熱機(jī)（盡管其效率很低，約為0.7%）。這部熱機(jī)是靠地球表面受熱不均勻來推動(dòng)和維持的。一般將這種推動(dòng)力稱為熱力作用或加熱作用。熱力作用和動(dòng)力作用都屬于外源強(qiáng)迫，兩者在實(shí)際大氣過程中很難加以區(qū)分。熱力學(xué)方程中的強(qiáng)迫項(xiàng)就屬于熱力作用（加熱作用），通常稱為非絕熱加熱項(xiàng)。關(guān)鍵詞：總體輸送系數(shù)，感熱，潛熱，熱源，超干絕熱

2、 討論青藏高原地面熱力作用的主要分量的定義、計(jì)算方案；人們對青藏高原地面熱源和大氣熱源性質(zhì)、構(gòu)成和變化規(guī)律的認(rèn)識以及這方面研究的新進(jìn)展。 5.1 地面熱源和地面熱量平衡4.1 地面熱量平衡方程其中 RB:輻射平衡（或稱凈輻射、輻射差額）RSD:地面吸收的太陽短波輻射（也稱太陽總輻射）RSU:反射的太陽輻射RLU:地面放出的長波輻射RLD:長波逆輻射，兩者的差稱為地面有效輻射RLNFS:地表層土壤熱交換通量FH:地面（湍流）感熱通量FL:土壤（蒸發(fā)）潛熱FP:地面植被光合作用和其它各種熱量轉(zhuǎn)換的通量FA:地面動(dòng)植物新陳代謝引起的熱量轉(zhuǎn)換和植物組織內(nèi)部及植冠層中熱量儲存的通量。常用（簡化）的地面熱

3、量平衡方程正算法倒算法5.2 地面熱源的定義5.2.1 地面感熱FH5.2.2 地面蒸發(fā)潛熱FL5.2.3 （凈）長波輻射加熱RLN輻射加熱通量RLN（向上的總輻射地面反射的太陽輻射）（向下的總輻射太陽總輻射） 地面放出的長波輻射長波逆輻射 HS=FH+FL+RLNFH+FL FH60%30%10%5.4.2地面熱通量的日變化和季節(jié)變化5.4.3高原降雨天氣過程中總體輸送系數(shù)的變化特征（響應(yīng)）5.4.4地面熱源5.4.5高原積雪異常對地面熱通量和地面加熱的影響 5.5 大氣熱源大氣視熱源表示單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量空氣的增溫率1、 視熱源Q1（大氣感熱加熱）:單位(/(6h)2、視水汽匯表示單位時(shí)間

4、內(nèi)單位質(zhì)量水汽凝結(jié)釋放熱量引起的增溫率。 視水汽匯Q2（大氣凝結(jié)潛熱加熱）:潛熱系數(shù)正算法 VS 倒算法正算法（直接計(jì)算）計(jì)算大氣熱源的局限性1）青藏高原上直接觀測資料的獲取非常困難，大氣熱源/匯的三維分布難以計(jì)算，用降水、地面溫度、風(fēng)場資料和衛(wèi)星觀測的資料僅能估算各分量在大氣中的總熱量源/匯。2）計(jì)算感熱通量時(shí)所用的湍流交換系數(shù)和感熱交換系數(shù)的難以確定，參數(shù)的選取不一，所估算的熱源強(qiáng)度差別很大，這也是結(jié)果正確與否的關(guān)鍵。因此，采用正算法計(jì)算大氣熱量源/匯，雖然各分量物理意義明確，但具體計(jì)算仍存在不少問題。間接計(jì)算稱為倒算法，能得到大氣中熱源總量的大小，研究也主要關(guān)注大氣中總的熱源匯的變化，所

5、以大都采用了倒算法計(jì)算。倒算法不僅能計(jì)算整層大氣視熱源(垂直積分)，也可計(jì)算大氣加熱率的垂直分布。因該方法計(jì)算視熱源相對較為方便，目前很多學(xué)者都采用倒算法進(jìn)行計(jì)算。但是其結(jié)果的可靠性很大程度上取決于氣象常規(guī)資料。當(dāng)前使用最多的氣象常規(guī)資料是美國NCEP/NCAR第一套和第二套再分析資料(簡稱NCEP I=NECP/NCAR，NCEP II=NECP/DOE )以及最新的NECP CFSR；歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)布的再分析資料(簡稱ERA-40，ERA-Interim)。5.6 高原西部低渦的超干絕熱生成機(jī)制5.7 西南低渦初期發(fā)展的超干絕熱機(jī)制存疑的問題高原是熱源應(yīng)該如何理解、感受？高原的基本

6、作用到底是什么？屏障還是加熱？與孟灣加熱作用相比，高原加熱作用算得上強(qiáng)大嗎？高原大氣加熱是獨(dú)立熱源，還是孟灣加熱的組成部分？誰是控制南亞季風(fēng)的主要因子？地形還是高原加熱？ Nature, 2010 年 1 月，第 463卷 , 1 - 6 月降水量 9300mm（印度乞拉朋齊，1861.7）年降水量 26461mm（印度乞拉朋齊，1860.8-1861.7）年平均降水量10869mm（印度乞拉朋齊，49年平均）世界“雨極” 乞拉朋齊四川“雨城”雅安雅安地處內(nèi)陸，在水汽不如沿海充沛的條件下，每年卻降下了比沿海許多地方還多得多的雨水，年均降雨量1800mm左右，是四川降雨量最多的區(qū)域，有“雨城”、“天漏”之稱。在印度東北部地區(qū)，這種濕熱的夏季風(fēng)氣候、豐沛的水汽，加上特殊的地形，造就了世界“雨極”乞拉朋齊。旱季，在干燥的冬季風(fēng)（東北季風(fēng)）控制下，降水稀少。 乞拉朋齊為什么能下這么多的雨？（1）因?yàn)橛《妊笫鞘澜缱畛睗竦牡貐^(qū)，那里是大氣水汽源地，夏季當(dāng)西南季風(fēng)從孟加拉灣吹向青藏高原時(shí)，被高原大地形阻擋，濕空氣被強(qiáng)迫產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，凝結(jié)成大量雨滴，集中降落在乞拉朋齊，使它成為世界“雨極”。