高分辨率大氣模擬 對(duì)預(yù)報(bào)夏季強(qiáng)降水和洪澇有指示意義

記者7月28日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校趙純教授帶領(lǐng)的大氣環(huán)境數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)室，利用全球變分辨率大氣模式(MPAS-Atmosphere)對(duì)華東地區(qū)梅雨降水日變化進(jìn)行研究，揭示了全球變分辨率模式加密到對(duì)流解析尺度能夠顯著提升對(duì)華東地區(qū)梅雨季降水日變化的模擬能力，并闡明了梅雨季不同大氣環(huán)流形勢(shì)控制下的降水日變化和機(jī)制。研究成果日前發(fā)表在大氣科學(xué)領(lǐng)域國際知名學(xué)術(shù)期刊《地球物理研究雜志：大氣》上。

在剛剛過去的2020年，我國長江流域經(jīng)歷了超級(jí)暴力梅，僅安徽省的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)到了591.6億元。因此，更好地理解梅雨降水機(jī)制對(duì)降水預(yù)報(bào)和災(zāi)害預(yù)警都有重要意義。降水日變化是評(píng)估數(shù)值模式中積云和其他參數(shù)化方案的重要標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于對(duì)流參數(shù)化方案中對(duì)流觸發(fā)的判據(jù)相對(duì)簡單、對(duì)流在邊界層的夾卷不受約束等問題，對(duì)流參數(shù)化方案被廣泛認(rèn)為是降水模擬的重要誤差來源之一。由于受到計(jì)算資源和計(jì)算效率的限制，目前常見的對(duì)流解析尺度模擬大多為區(qū)域模式，而區(qū)域模式需要邊界條件的限制，不能很好地反映小尺度和大尺度之間的相互作用。

研究中，科研人員首次使用了全球變分辨率大氣模式來模擬華東地區(qū)的梅雨降水的日變化，該模式結(jié)合了區(qū)域模式高分辨率和全球大氣環(huán)流模式不需要區(qū)域邊界條件限制的優(yōu)點(diǎn)。研究設(shè)置了一組在中國東部加密到4公里的實(shí)驗(yàn)，和一組全球分辨率60公里的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明兩組實(shí)驗(yàn)都可以較好地模擬出梅雨季降水量的空間分布，但是加密到4公里能夠更好地重現(xiàn)降水強(qiáng)度和降水頻率，說明對(duì)流解析尺度的模擬對(duì)于預(yù)報(bào)夏季間斷性的強(qiáng)降水和洪澇有更好的指示意義。

同時(shí)，由于2015年的梅雨季經(jīng)歷了大氣環(huán)流形勢(shì)的轉(zhuǎn)變，研究發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)梅雨時(shí)期，降水日變化呈現(xiàn)出一個(gè)凌晨的峰值，主要由夜間西南風(fēng)急流所調(diào)控，兩種分辨率對(duì)強(qiáng)梅雨時(shí)期降水日變化的模擬差異較小。(記者吳長鋒)

關(guān)鍵詞： 高分辨率 大氣模擬 強(qiáng)降水 洪澇 指示意義