sahel沙漠地区干旱的动力学机理.PDF

第３６卷　第４期 干　旱　气　象 Ｖｏｌ．３６　Ｎｏ．４ ２０１８年８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ Ａｕｇ，２０１８ 夏　爽，李耀辉，译．Ｓａｈｅｌ沙漠地区干旱的动力学机理［Ｊ］．干旱气象，２０１８，３６（４）：７０９－７１４，［ＸＩＡＳｈｕａｎｇ，ＬＩＹａｏｈｕｉ．ＤａｎａｍｉｃｓｏｆＤｅｓｅｒｔａｎｄ ＤｒｏｕｇｈｔｉｎｔｈｅＳａｈｅｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙ，２０１８，３６（４）：７０９－７１４］，ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１８）－０４－０７０９ Ｓａｈｅｌ沙漠地区干旱的动力学机理 Ｊ．Ｇ．Ｃｈａｒｎｅｙ １ １，２ 夏　爽 ，李耀辉 　译 （１．兰州大学大气科学学院，甘肃　兰州　７３００００；２．中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室， 中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，甘肃　兰州　７３００２０） 摘　要：沙漠与周围地区相比，其较高的反照率使地表附近净辐射热量损失更多，由此产生的水平温 度梯度会引起一种受摩擦作用控制的低层辐散环流。此环流在局地垂直方向上表现为下沉运动，这 种下沉运动产生的绝热压缩会从位温较高的上层引进热量，以使局地达到热平衡。在副热带地区，这 种下沉运动与哈德莱环流的下沉支叠加，但比后者强烈得多。这是沙漠地区气候自我反馈的一个重 要方式。若考虑生态因素，这种反馈机制将在沙漠边缘地带导致不稳定或次稳定的情况发生。可以 判断，撒哈拉沙漠南缘的Ｓａｈｅｌ地区植被减少，使该地区地表反照率上升，带来了上述下沉运动与额 外的干燥效应，从而使干旱情况在此地一直持续。ＮＡＳＡ戈达德太空研究所大气环流模式的积分模 拟结果证实了这一假说：若将热带辐合带（ＩＴＣＺ）北侧的地表反照率从１４％调至３５％，则ＩＴＣＺ将南移 若干个纬度，并且Ｓａｈｅｌ地区雨季的降水将会减少约４０％。 关键词：萨赫勒；干旱；反照率；植被反馈；热带辐合带（ＩＴＣＺ）；下沉运动；环流模式 文章编号：１００６－７６３９（２０１８）０４－０７０９－０６　ＤＯＩ：１０．１１７５５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－７６３９（２０１８）－０４－０７０９ 中图分类号：Ｐ４３５　　　　　　　文献标志码：Ａ 引　言 的）。这种情况在图１的ＮｉｍｂｕｓＩＩＩ卫星资料上显 示得很明显，图１中撒哈拉与阿拉伯沙漠地带的大 世界上大部分沙漠都位于副热带地区，这与哈 气顶在７月似乎完全是热辐射汇，而此时几乎所有 德莱环流的下沉支紧密相关。其他诸如中亚地区与 除北极圈之外的北半球大气顶都是辐射源。由于以 戈壁地区的沙漠，不是远离水汽源地就是位于大型 上干旱地区与周围地区相比，地表生态与水文系统 山脉的雨影一侧。本文提出了一种有别于这两种机 储存热量的能力十分有限，而本地区大气顶又作为 制的自诱导效应：在某个半沙漠地区干旱化加剧时， 辐射汇，所以其接收的能量主要应来自沙漠地区的 局地的降水减少将导致植被覆盖萎缩，更多干燥而 大气内部，考虑到热力学平衡，即沙漠上空的空气必 砂砾质的土壤暴露于地表，最终使得地表反照率远 须下沉并绝热压缩。 高于原先植被覆盖时的情况。如此一来沙漠地区与 这种生态－地球物理学的反馈机制会在沙漠边缘 周围其他地区相比，在其他条件相同时，就要反射更