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不同纬度天气尺度扰动对中国东北以及青藏高原夏季降水影响的数值模拟探究

作者:姚素香  发布时间:2021/10/26 17:15:15  浏览量:

不同纬度的天气尺度瞬变波(即周期小于10天的天气尺度扰动)通过对大尺度大气环流的调制,可进一步影响东亚地区夏季降水。青藏高原及其周边区域被誉为“亚洲水塔”,亚洲的12条重要河流均由此发源,为包括我国在内的超20亿亚洲人口提供了必需的水资源。东北地区是我国最大的商品粮基地和农业生产最有发展潜力的地区之一。天气尺度扰动影响青藏高原和我国东北两地区(后简称关键区)夏季降水的过程和物理机制受到人们极大关注,但其研究过程受到以下因素的限制和挑战:1)关键区位于东亚季风区,其夏季降水异常成因复杂;2)关键区是我国典型的“气候”脆弱区,对大气动力过程的变化十分敏感。

硕士研究生王晨宇和姚素香教授通过统计诊断结合数值模拟,确定关键区夏季降水和不同纬度天气尺度扰动具有紧密关联,进一步利用RegCM4.6模式于东亚地区展开大量数值模拟试验,评估了不同纬度天气尺度扰动对关键区降水的影响。结果发现中高纬天气尺度扰动减弱会导致关键区大气背景场的水汽含量增加、上升运动加强,促使关键区夏季平均降水偏多0.4-2mm,其中来自西边界的天气尺度扰动对关键区的夏季降水均有影响,来自北边界的天气尺度扰动仅对我国东北地区的夏季降水造成影响。同时发现低纬度天气尺度扰动对关键区降水影响较小。该工作说明中高纬度天气尺度扰动可作为关键区夏季平均降水预测的关键影响因子,为提高我国短期气候预测准确度提供一定的理论依据。

图1.控制试验与敏感性试验对夏季降水模拟结果的差异 (单位:mm):(a)全边界试验;(b)北边界试验;(c)南边界试验。打点区域表示差别通过95%显著性检验。黑色框线选中区域为夏季降水异常增多的区域(,)。

图2.中高纬天气尺度扰动对关键区夏季降水影响的物理过程示意图。

参考文献

Wang C., Yao S. Numerical study of effects of synoptic‐scale disturbances at high and low latitudes on mean summer precipitation over north‐eastern China and the Tibetan Plateau. International Journal of Climatology, 2021, 41(9): 4672-4683

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