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青藏高原像一部热机以其热力作用影响着亚洲乃至北半球的天气、气候和环境过程。青藏高原大气能量是维持这部热机运行的动力,其分布和变化,及其与相邻大气的关系,是研究高原热力作用的关键。本研究采用适合青藏高原大气科学研究的再分析资料,分析了高原大气能量的分布和变化特征,及其与东北半球大气的关系,结果表明: 1) ERA-Interim再分析资料最为适合青藏高原地区大气科学研究。通过将NCEP-R1、NCEP-R2、JRA-25、ERA-Interim和CFSR五种再分析资料与探空资料、卫星遥感资料的对比,并结合前期工作和他人研究成果,我们研究了上述再分析资料在青藏高原地区的适用性,结果表明ERA-Interim再分析资料的温度、湿度和风场与实际观测结果最为一致,是最适合高原大气科学研究的再分析资料。 2)青藏高原大气能量密度明显高于同纬度地区。青藏高原上对流层大气总能量主要由感热能和位能构成,潜热能份额较小,但对总能量的季节变化有重要影响。从水平分布看,年平均和春夏秋季,青藏高原上对流层大气柱能量均高于同纬度地区,尤其是在夏季,高原是东北半球上对流层大气柱能量闭合高值中心。从垂直分布看,年平均和春夏秋季,青藏高原大气能量密度在500~150hPa各层均高于同纬度地区,两者差异随高度递减,其中夏季高原与同纬度地区大气能量密度差异最大。 3)青藏高原大气能量夏高冬低,在1979~2010年间存在明显上升趋势。高原上对流层大气总能量季节变化以感热能变化为主,其次是位能与潜热能变化,均为夏季高,冬季低。1979~2010年间,青藏高原上对流层大气总能量及各分量均呈现明显的上升趋势,冬季最大,秋季最小。青藏高原大气能量上升趋势明显高于东北半球大部分地区。1979~2010年间,在500~200hPa各层中,高原年平均和春夏季大气能量密度存在显著上升趋势,其中感热能密度的上升趋势最强。 4)青藏高原对东北半球大气能量输送有重要影响。年平均和春夏秋冬各季,在东北半球上、下对流层,大气能量输送在低纬度地区以向西输送为主,在中高纬度地区以向东输送为主。在上对流层,青藏高原位于大气能量输送强度最大的中纬度西风急流区,对大气能量输送有重要影响,特别是大气潜热能。在下对流层,青藏高原地形动力作用对东北半球大气能量输送有显著影响。 5)高原大气从邻近地区下对流层大气中获得能量,将感热能和潜热能转化为位能,向邻近地区上对流层大气输出能量。年平均和各季节平均,大气总能量和感热、位能、潜热各分量由西、南和北侧边界进入青藏高原,由东侧边界流出高原。年平均和春夏秋三季,高原大气从邻近地区下对流层大气中获得能量,并向邻近地区上对流层大气输出能量,在此过程中高原对流层整层大气将感热能和潜热能输入转化为位能输出。在这一能量循环中,青藏高原大气起着重要作用,但所贡献的能量较少。 6)青藏高原与邻近地区大气能量交换存在显著的增强趋势。1979~2010年间,年平均和春夏两季,青藏高原大气在上对流层的总能量输出存在显著增加趋势,同时高原大气在下对流层的总能量输入也存在显著增加趋势。年平均和冬春两季,高原对流层整层大气对外总能量输出存在显著上升趋势。