青藏高原隆升对亚洲季风形成和全球气候与环境变化的影响摘要综合介绍了青藏高原隆升对亚洲季风形成、北半球大气定常行星波建立、区域和全球气候变迁及环境演化的影响，并对近年来的研究进展作了较为详细的评述，指出今后需要深入研究的若干问题。关键词青藏高原隆升亚洲季风形成气候变迁环境演化古气候模拟1引言青藏高原(以下简称高原)隆起是地球演化史上一起重大的自然历史事件，高原隆起不仅对高原及其毗邻地区，甚至对北半球、乃至全球的气候与环境都产生了深刻的影响。现代气象学研究［1～3］表明，青藏高原与亚洲季风活动密切相关。因此，研究地质时期东亚季风的变迁，必须考虑高原隆起的作用。多年来有许多科学家从各种角度揭示了高原隆升的地质事实，但由于这一问题的复杂性和不同来源地质观测资料的局限性，使人们对于高原隆起的历史及过程至今仍存在着各种不同的看法(参见李吉均的介绍［4］)。然而，青藏高原隆起对亚洲季风和全球气候及环境演化具有重大影响已成为越来越多的地学科学家的共识。鉴于青藏高原在亚洲季风、全球气候乃至整个地球系统中的重要性，近年来随着全球变化研究的深入，高原隆升再度成为地学界关注的热点。2高原隆起对大气环流的影响2.1高原隆起与亚洲季风系统的形成和发展亚洲季风区是世界上最显著的季风区［5］。季风区雨热同季，利于植物的生长，养育着众多的人口(中国和印度为世界上两个人口最多的国家)。分析发现，亚洲季风系统中存在着三个相对独立的子系统：南亚季风［6］、东亚季风［7］和高原季风［8］。以下仅简单讨论南亚季风和高原季风的形成。东亚季风的形成则在5.1节中专门讨论。2.1.1南亚季风的形成Flohn［9］最早指出青藏高原在大尺度南亚季风中的重要性。后来Manabe等［10，11］利用大气环流模式(GCM)进行了有山、无山的对比试验才使得这一问题得到全面而深入的认识。青藏高原大地形不仅直接控制着冬季西伯利亚高压的位置和强度，而且决定着夏季风的建立与发展。近年来又有一系列关于高原作用的数值试验［12～14］，其中在对亚洲季风的影响方面与以前的结论没有大的区别。Prell等［15］通过一系列GCM敏感性试验的分析得出，高原地形对南亚季风的作用比地球轨道参数、大气CO2含量及冰期—间冰期下边界条件的影响都更为重要。虽然有人［16～20］根据南亚气候突变及阿拉伯海上升流加强的地质证据，提出印度洋地区的西南季风可能开始于中新世末和上新世初。但是，最近Ramstein等［21］的数值试验表明，由于从早渐新世到晚中新世，欧亚大陆的古地理环境发生了巨大的变化，Paratethys海的退缩导致欧亚大陆面积扩大，从而使亚洲季风及其降水(主要指30°N以南地区)显著增强，所以他们认为Paratethys海退缩引起的海陆分布变化在对亚洲季风的驱动方面与高原隆升的作用同等重要。综合各种GCM模拟及地质记录的分析结果来看，即使在高原强烈隆起之前、地形高度还很低的情况下，南亚季风就已经存在，这几乎是可以肯定的。只是随着高原隆升加大了南亚地区由海陆分布所奠定的经向热力对比,从而使南亚季风进一步得到加强。2.1.2高原季风的出现与稳定高原季风是大气环流对高原与其周围平原地区热力差异季节性改变的响应在风场上的反映。冬(夏)季高原上大气是个冷(热)源，所以在高原近地面为反气旋(气旋)式环流，这样高原邻近地区的大气环流就呈现出冬、夏季反向的盛行风。研究表明［22～24］，在高原隆起过程中，高原季风也是逐步发展的。当高原隆起水平尺度超过斜压大气地转适应的临界尺度时，高原热力作用所形成的气压场才能维持，风场向气压场调整。由于冬、夏季高原大气具有反向的热力作用，于是形成一种浅薄的高原季风，估计浅薄高原季风形成的时间约在渐新世初［23］。地质证据表明［25］，当时气候的纬向性显著，而不具有现代季风气候的特征。当高原隆起的垂直高度大于影响气候的临界高度(1500～2000m)时，纬向气流明显受到地形阻挡，并从以爬坡分量为主，转变成以绕流分量为主。冬季高原大气相对于周围的冷源作用增强，夏季地面净辐射开始增加，水汽的相对凝结高度降低，高原上大气浑浊度大大减小。当高原大气因感热加热变得不稳定时，便导致...
