东亚冬季风正趋于加强：雾霾频发和青藏高原有关吗？

                               杨学祥

2014年APEC气候研讨会在南京信息工程大学召开，议题为“极端气候和水文水灾害管理：科学预报和应急预警”，来自7个国家的50多名专家参会探讨。其中，南信大大气物理学院教授赵天良的一项课题显示：中国雾霾频发和青藏高原有着千丝万缕的联系。在人为污染排放不变的情况下，青藏高原暗中操纵了“风力”。“风无力霾难散”与全球变暖、青藏高原冰雪融化有关联。

赵天良解释，青藏高原占据了我国陆地面积的很大一部分，平均海拔4000米，而我国中东部地区都处于下风向；如果我们把中东部地区比作一片平地的话，那么青藏高原好比是平地边一幢4000米的高楼，该区域可以形成“避风港”效应，决定性地影响着中东部地区的气候变化。

赵天良表示，由于全球变暖的影响及青藏高原冰川积雪的融化，气候显著变暖的青藏高原造成海陆温差缩小，温差越小风越小，如果是等温，那么将是“风无力”的状态。赵天良说，没有了风，在秋冬季节，就更容易导致出现“静稳气候”，空气污染物很难被赶走。

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/10/306297.shtm

有研究认为，北半球最近30年风速减慢，这是一个国际研究小组在分析了欧洲、亚洲、北美的800多个气象观测点的数据后得出的结论。该小组在新一期英国《自然—地球科学》（NatureGeosciences）杂志上报告说，法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，结果显示，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。这一变化对风力发电行业的影响目前还难以评估。因为气象观测点大多测量10米左右高度的风速，而风力发电机组的风轮叶片多在距地面50米到100米的高度，对这个高度的风速，目前还缺乏全球性的数据【1】。

澳大利亚科工组织（CSIRO）土地与水研究所的首席研究员Tim McVicar博士研究小组新近在《地球物理学研究通讯》(GeophysicalResearch Letters)杂志上发表了题为“澳大利亚风速气候学和1975-2006的风速变化趋势”的文章。作者基于澳大利亚1976至2006的近地表风速观测资料，建立了0.01度分辨率的澳大利亚日风速数据库。通过分析，他们发现近30年来澳大利亚平均风速以每年0.009米每秒的速度递减，该递减的现象遍布88%的国土范围。不只是大洋洲，已有的文献表明，包括亚洲、欧洲和北美州在内的中纬度的世界，好像真的都正在变得风平浪静了。研究者认为气候变化研究更应注重风速变化【2】。

中国科学院地理科学与资源研究所莫兴国研究员的研究小组也发现华北平原风速在过去50多年有明显的下降趋势。与McVicar博士合作，采用他们建立的具有物理机制的基于过程的生态水文作物模型，简称VIP模型，借助于遥感信息，模拟华北平原的玉米和小麦作物产量、耗水和作物水分利用效率，是探讨气候变化对农业和水资源影响的一条有效研究途径，受到国际学术界的广泛重视【2】。

北半球最近30年风速减慢的研究提出如下两个重要课题：其一，风速减慢是否与人为因素有关？其二，利用风能是否存在负面效应。

上述研究认为，一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，会起到降低风速的效果。事实上，大陆集中在北半球，比森林高得多的城市高层建筑密布在沿海地区，阻挡陆海之间的季风循环，是北半球最近30年风速减慢的人为原因。密布在大陆内部的高架桥、高速公路、高速铁路如蜘蛛网，也是减慢内陆风速的重要原因。风力发电机利用风能发电，更是风速减慢的重要人为因素，这表明，天下没有免费的午餐，风能利用也要付出相应的代价。

城市建筑物聚集，高低大小不等，风流动时增加了阻力，因而城市风速一般来说比郊外小；城市减小风速。例如，我国最大城市上海，据多年平均资料，上海市区年平均风速都在3米／秒以下，其中风速最小的杨浦区和徐汇区仅为2.3-2.4米／秒。而近郊8县一般都在3-4米／秒之间，远郊的祟明、南汇更大于4米／秒。但具体说来城市减小风速的数值还因风速大小而有不同：大风减小得多而小风减小得少。例如，北京气象台八里庄旧址80年代末期四周开始出现高楼群，结果使风级较高的大风日数大大减少，而风级较低的大风日数则减少不多。气流流经城市，除了风速减小以外，风向也会有所变化。这是因为城区中风速减小时，气流受到的地转偏向力也同时减小，因而会使气流微向左偏。例如，美国俄克拉荷马城400米高度上的气球实验中，在南风13米／秒情况下，由于城区风速减小引起的向低压侧左偏的风速分量就有l米／秒【3】。

由温差产生的大气环流是信风和季风形成的主要原因，其结果是均衡赤道和两级、大陆和海洋之间的温差，营造全球正常均衡的气候变化。人为降低风速，阻碍大气环流的正常运作，可造成热带地区更热、寒带地区更冷的极端气候频发，是严重气象灾害发生的根本原因。近年来频繁发生的城市内涝与城市减慢风速、云层阻挡在城市上空有关。由于城市减慢风速和改变风的方向，大城市的无序扩张将导致周围农村大气环流的改变和洪涝灾害的频繁发生，这些问题需要认真深入地研究和解决。

由于全球变暖的影响及青藏高原冰川积雪的融化，气候显著变暖的青藏高原造成海陆温差缩小，温差越小风越小，如果是等温，那么将是“风无力”的状态。这是大尺度全球风速减弱的一个重要原因。如果雾霾高发于20世纪全球变暖高峰时期，这将是一个无懈可击的理由。

但是近16年全球变暖已处于停滞阶段，权威专家认为，东亚冬季风正趋于加强。雾霾在这一敏感时期高发，应该有小尺度的变化因素参与。

“东亚冬季风正在向着加强的阶段变化，对我国冬季日平均温度影响较大的是北方和长江以南地区，特别是对东北的影响非常大。”丁一汇说。1998年以来，中国正在受到全球气候变暖趋缓期（也称气候变暖停顿期）的全球气候变化影响。

　　回溯历史，在气候变暖趋缓期之前，从二十世纪50年代开始，中国冬季气温经历了一次从20世纪50年代延续到20世纪80年代初中期的冷期以及一次从20世纪80年代中后期延续到21世纪初的暖期的全球气候变化影响。

　　“东亚冬季风明显受到全球气候变化的影响。”丁一汇说。由此，东亚冬季风也表现为相应的强-弱-强的年代际变率。从1950年到1986/1987年，东亚冬季风明显偏强；从1986/1987年冬季开始，东亚冬季风减弱；从约2005年之后，东亚冬季风扭转势头，再次开始由弱转强。

　　而与东亚冬季风的年代际变化特征相对应，东亚冬季大气环流以及我国冬季最高、最低气温、平均温度以及寒潮频率与强度化也都表现出一致的年代际变化。在冷（停）滞期，中高纬纬向西风环流减弱，东亚大槽增强，槽后的辐合下沉增强，西伯利亚高压增强，这些都会导致东亚冬季风的加强，使冷空气更加频繁侵入中国大陆地区，造成冬季气温偏低。

　　海洋年代际变化是东亚冬季风相应气候脉动主因

　　“全球变暖并没有停止。”丁一汇指出，无论是对过去与现在，还是将来，都需要考虑人类活动对气候的影响。如果完全依靠自然因素，全球气候可能呈现出完全不一样的景象。

　　“冬季气温最主要受到北太平洋年代尺度振荡（PDO）变化影响，其变化同时也改变了北极涛动（AO），而北极涛动则改变了环流，环流又改变了我们感受到的天气与平均状态的气候条件。”丁一汇告诉记者，现在北太平洋年代尺度振荡和北极涛动恰好都处于负位相。海洋的年代际变化是造成东亚冬季风相应气候脉动的主因。

　　研究发现，近十年来，当北半球环状模/北极涛动（NAM/AO）处于负位相，北半球大气经向环流盛行，中高纬地区的高层纬向风减弱，东亚大槽加深，西伯利亚高压加强，中高纬地区850hPa风场上出现北风距平。北太平洋年代尺度振荡为负位相，850hPa位于菲律宾东部的距平风场上出现异常气旋性分布，使得中国南方地区出现北风距平，这种全国一致的北风距平分布使得高纬的冷空气更容易向低纬侵袭，造成中国冬季气温偏冷。

　　我国今年冬季本处在冬季风加强的冷期，为何不那么冷？原因在于气候变化背后总有多种因素在发生作用，致使已经异常的气候（由PDO 负位相海洋异常模态造成）会发生更加的异常，这就是所谓“异常的异常”。过去1982/1983年的一次强厄尔尼诺事件也是如此，被称为异常的异常事件，它表现为异常的持续期。

http://wwwNaNa.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/201403/t20140326_241631.html

2005-2007年月亮赤纬角极小值导致潮汐南北震荡的幅度增加三分之一（由18.6度变为28.6度），导致冷空气活动的增强；2014-2016年月亮赤纬角极大值导致潮汐南北震荡的幅度减少三分之一（由28.6度变为18.6度），导致冷空气活动的减弱【4】。

参考文献

1．  Robert Vautard。研究发现北半球最近30年风速减慢。《自然—地球科学》。2010-10-18 15:19:33（来源：新华网黄堃）。科学网。http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201010181593384412807.shtm

2．  作者：Tim McVicar等。气候变化研究更应注重风速变化。期刊：《地球物理学研究通讯》。发布时间：2008-11-13（来源：中科院地理科学与资源研究所刘苏峡）10:48:29 科学网。http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/200811131050494854073.html

3．  “大尺度土地利用变化对全球气候的影响”项目启动。《科学时报》 (2010-10-21A1 要闻) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/10/239032.shtm

4.   杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008 Vol. 23 (6): 1813～1818

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-376098.html

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/10/306297.shtm

http://wwwNaNa.gov.cn/2011xwzx/2011xqxxw/2011xqxyw/201403/t20140326_241631.html