雅魯藏布大峽谷強降水被準確模擬
雅魯藏布大峽谷（以下簡稱“大峽谷”）地區(qū)是青藏高原東南緣最重要的水汽輸送通道。該地區(qū)夜間強降水頻發(fā)且地質(zhì)條件脆弱，強降水容易引發(fā)泥石流、山體滑坡等次生災(zāi)害。因此，準確模擬和預(yù)測大峽谷地區(qū)的強降水，對于保障當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施安全以及水資源管理具有重要意義。
近日，“西風(fēng)—季風(fēng)協(xié)同作用及其影響”任務(wù)“西風(fēng)-季風(fēng)歷史演化及協(xié)同作用機理”專題中國科學(xué)院青藏高原研究所地氣作用與氣候效應(yīng)團隊陳學(xué)龍研究員與馬耀明研究員為共同通訊作者，在讀博士研究生張強為第一作者在國際著名期刊《Climate Dynamics》發(fā)表了題為《Integrating optimized cumulus and TOFD schemes for heavy precipitation forecasting in the Yarlung Tsangbo Grand Canyon》的研究論文。該研究結(jié)合尺度自適應(yīng)（Multiscale Kain-Fritsch，MSKF）積云方案和山地子網(wǎng)格地形湍流拖曳參數(shù)化（Turbulence Orographic Form Drag，TOFD）方案，在1公里網(wǎng)格間距下，準確模擬了六次強降水事件。該模型方案對于大峽谷地區(qū)山谷間的局地環(huán)流及水分輸送均有較好的模擬表現(xiàn)，還顯著改善了不同降水強度的模擬精度，為大峽谷地區(qū)災(zāi)害性天氣的預(yù)報模擬提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
該研究認為，在1公里網(wǎng)格間距下，尺度自適應(yīng)方案對強降水事件的模擬性能優(yōu)于對流解析方案，尺度自適應(yīng)方案有效地減少了對流解析方案對輕度降水的高估以及中、強度降水的低估；單獨使用積云方案不足以復(fù)現(xiàn)復(fù)雜地形下的真實強降水過程，而當(dāng)積云方案與地形湍流拖曳參數(shù)化方案結(jié)合后，強降水模擬性能有顯著提升，因此，考慮了子網(wǎng)格地形湍流拖曳后，模型改進了山谷地區(qū)的局地環(huán)流和水汽輸送，改善了強降水的模擬。
該研究獲第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK0103，2019QZKK0105）和國家自然科學(xué)基金（41975009）的共同資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s00382-024-07503-9
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圖1（a）模型中最內(nèi)層嵌套區(qū)域（D03）的位置，（b）D03區(qū)域內(nèi)的數(shù)字高程以及本研究使用的觀測站點的位置；（c）青藏高原東南部和印度次大陸部分地區(qū)的2019年月平均的500?hPa合成風(fēng)，紅色虛線為雅魯藏布大峽谷地區(qū)；（d）1公里網(wǎng)格間距下，多尺度Kain-Fritsch（Multiscale Kain-Fritsch，MSKF）積云方案和對流解析方案（NO_CU）分別疊加地形湍流拖曳力（Turbulence Orographic Form Drag, TOFD）參數(shù)化方案輸出的降水模擬值與觀測值的比較