季風(fēng)爆發(fā)前，喜馬拉雅山中部南坡暴雨暴雪等極端降水事件頻發(fā)，對(duì)該地區(qū)冰川變化、植物生長和居民生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響。然而，這種極端降水的水汽來源及水汽輸送的動(dòng)力機(jī)制尚不清楚。

中國科學(xué)院青藏高原研究所環(huán)境變化與多圈層過程團(tuán)隊(duì)研究員余武生與合作者，在喜馬拉雅山南坡中部亞東溝的阿桑站點(diǎn)開展日尺度的降水穩(wěn)定同位素（δ¹⁸O）觀測(cè)工作，對(duì)比周邊地區(qū)的Tezpur、Darjeeling及Kathmandu等站點(diǎn)日降水δ¹⁸O數(shù)據(jù)，并結(jié)合歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心發(fā)布的全球氣候和天氣第五代再分析數(shù)據(jù)集，剖析了季風(fēng)爆發(fā)前印度洋水汽向喜馬拉雅山中部南坡輸送的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

研究顯示，季風(fēng)前大部分降水δ¹⁸O值較高且相對(duì)穩(wěn)定，主要受西風(fēng)水汽和局地水汽影響。然而，該時(shí)段降水δ¹⁸O值出現(xiàn)多次異常低值，且通常對(duì)應(yīng)于異常高的降水。這種極端降水及其對(duì)應(yīng)的異常δ¹⁸O低值是異常的水汽輸送所致。進(jìn)一步，研究發(fā)現(xiàn)，在極端降水事件發(fā)生時(shí)，阿拉伯海附近出現(xiàn)一個(gè)巨大的類似于反氣旋的異常環(huán)流。這一異常環(huán)流被稱為類反氣旋，且縮小時(shí)將成為反氣旋。沿類反氣旋（或反氣旋）外緣的孟加拉灣水汽被類反氣旋順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，掠過阿拉伯海，裹挾阿拉伯海水汽，依次經(jīng)由阿拉伯海西部和北部海岸，輸送到喜馬拉雅山脈南坡。與正常狀態(tài)相比，該類反氣旋輸送水汽的路徑變長，淋洗效應(yīng)增強(qiáng)，導(dǎo)致喜馬拉雅山南坡降水δ¹⁸O出現(xiàn)異常低值。同時(shí)，類反氣旋的大小和位置影響降水δ¹⁸O降低的程度。周邊地區(qū)的Tezpur、Darjeeling和Kathmandu等站點(diǎn)均捕捉到類似季風(fēng)前的異常δ¹⁸O低值信號(hào)，且均對(duì)應(yīng)于類反氣旋、反氣旋等異常環(huán)流的發(fā)生。上述成果有助于科學(xué)家探討喜馬拉雅山中部季風(fēng)前極端降水事件的形成過程。

進(jìn)一步，喜馬拉雅中部冰芯δ¹⁸O記錄的低值（高值）通常被用于指示強(qiáng)季風(fēng)（弱季風(fēng)）。然而，該研究發(fā)現(xiàn)季風(fēng)前降水δ¹⁸O會(huì)出現(xiàn)異常低值，且與強(qiáng)降水相對(duì)應(yīng)。季風(fēng)前降落在喜馬拉雅中部冰川上的暴雪比季風(fēng)期的更難融化，更利于保存。在這種情況下，季風(fēng)前暴雪的δ¹⁸O信號(hào)可以成為冰芯記錄中更重要的組成部分。因此，利用冰芯δ¹⁸O記錄重建古氣候時(shí)，若不考慮冰芯中所記錄的季風(fēng)前暴雪的異常δ¹⁸O低值，或增加不確定性。

近期，相關(guān)研究成果以Different Dynamics Drive Indian Ocean Moisture to the Southern Slope of Central Himalayas: An Isotopic Approach為題，發(fā)表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金的支持。

論文鏈接

不同季節(jié)印度洋水汽輸送到喜馬拉雅山中部南坡示意圖