2025届高考地理二轮专题复习 地理中的68种效应之7 青藏高原热泵效应.docx

地理中的68种效应之7青藏高原热泵效应

青藏高原热泵效应

夏半年青藏高原上空大气的物理属性与赤道低纬地区有许多相似之处。青藏高原东部夏季旺盛的中尺度对流活动和巨大积雨云向上层大气持续输送着热量和水汽。青藏高原地区作为中国区域积云高频发生地（极值区）之一，第二次青藏高原综合科学考察大气科学试验（TIPEX）中对其当雄边界层加强观测期声雷达资料亦发现窄长的对流热泡特征。从对流云发展动力学视角，在对流边界层中浮力是驱动湍流的主要机制，这种湍流不是完全无规则的，而往往是有组织形成热泡和卷流之类可识别的结构。

“世界屋脊”高频对流云发展的机制与低空气密度伴随的湍流驱动机制亦存在某种联系。夏季雅鲁藏布江、三江源与高原东南缘区域是中国区域低云量的极值区。通过大涡模拟可揭示出低空气密度条件有助于强热力湍流、热泡强上升气流，使得积云更易发展。“世界屋脊”强太阳辐射与空气密度异常区亦是夏季旺盛的对流活动向上层大气持续地输送着热量和水汽，构成了影响东亚区域乃至全球的重要能量与水汽源。

值得探讨的是，卫星遥感动态图像发现上层对流云团往往围绕青藏高原中心做顺时针旋转，显然“亚洲水塔”云降水特征与青藏高原区域此卫星遥感动态图像反气旋环流（高层辐散结构）密切相关联（下图10a）。从视热源纬向偏差东—西垂直剖面图（图10b）可发现，夏季青藏高原东—西剖面图上，高原随着高度抬升大地形热源特征不仅未削弱，在某些高度还趋于显著。尤其令人惊奇的是青藏高原“中空热岛”300—100hPa呈类似台风“自激反馈”机制图像、高层“蘑菇云”“暖区”结构（视热源纬向偏差高值区）显著区。青藏高原为全球唯一视热源“中空热岛”极值区，这一热源结构对高层水汽辐散-低层水汽汇合辐合动力机制维持具有关键作用。另外，全球500hPa以上整层水汽含量场亦可描述出青藏高原为全球唯一的“湿岛”特征，这反映青藏高原亦是全球对流层云降水核心区。

Xu等通过欧洲中心细网格资料（ERA-Interim资料）发现，视热源与水汽输送通量的相关场低层呈逆时针旋转气旋环流，高层则呈明显为顺时针旋转反气旋环流（图10c）。上述分析结果揭示出高、低层互为反向环流结构，其类似高层潜热释放的台风“自激反馈”“热泵”效应（图11）。此热源与高、低层水汽流相关特征不仅印证了青藏高原这一热驱动形成的三维特殊的涡旋结构对“亚洲水塔”大气水分循环起着核心作用，而且可揭示出此特殊的涡旋结构亦对“亚洲水塔”下游云降水活动起着关键影响效应。图12c所示高层此反气旋相关环流系统向东延展，在长江流域上空高层呈东—西反气旋型辐散带；中低层则为东—西辐合带，此类三维环流相关结构有助于在长江流域产生降水雨带。

图10a图10b

图10c

图11青藏高原视热源与南坡水汽输送三维结构相关特征

图12青藏高原作为陆地—海洋—大气相互作用和水文循环的作用的示意图

【配套题目练习】（22-23高三上·安徽·阶段练习）阅读图文材料，回答下列问题。

青藏高原及周边地区被称为“亚洲水塔”，不仅为下游地区储供了充足的水资源，也通过水分和热量的交换，影响更广泛地区的气候变化。青藏高原作为全球最高大地形，由于其地形热力，夏季可形成巨大的空中热岛，通过空中大尺度热岛环流（热泵效应）持续吸引来自相邻的印度洋、低纬度西太平洋等地区暖湿气流。当湿空气到达高原后，一部分气流沿青藏高原南侧爬升，形成频繁的对流和降水，另一部分湿空气被高原阻挡，通过盛行西风输送到高原东侧，西风带将充沛的水汽输送到我国东部乃至整个东亚地区。下图为青藏高原作为陆地—海洋—大气相互作用和水文循环的作用示意图。

(1)从热力角度分析青藏高原夏季为热源的原因。

(2)指出夏季青藏高原空气如何运动（图中虚框内），并解释夏季青藏高原热泵效应的成因。

(3)有研究表明，如果盛行西风气流异常，位置北移时，会造成华北干旱。对此作出合理解释。

【答案】(1)夏季，高原面比热容小，升温快，温度较高；青藏高原面积广大，近地面大气亦吸收的地面辐射多，所以形成热源。

或：地面是大气的主要直接热源，与高原面和比，同一水平面周围的空气距离平原地面较远，所能获得的地面辐射少，温度较低。

(2)逆时针辐合上升。夏季高原面是热源，空气受热上升，高原面形成低压，高原周围的暖湿气流不断向高原辐合。

(3)高原水塔也是“水汽转运站”，湿空气通过盛行西风输送到高原东侧。西风北移时，高原上空的西风变弱，从高原输送至华北地区的水汽变少，导致降水减弱，进而使华北干旱频发。

【分析】本大题以青藏高原作为陆地—海洋—大气相互作用和水文循环的作用示意图为材料，涉及热力环流，大气环流等相关内容，考查学生对相关知识的掌握程度。

【详解】（1）夏季，青藏高原纬度较低，太阳高度角大，