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大气所研究表明对流解析模式能够更好地模拟br2016年中国东部典型
作者:admin      发布时间:2019-09-07

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。提前曝光!深圳最新在售新盘价格表,上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...

  《科学通报》是自然科学综合性学术刊物,力求及时报道自然科学各领域具有创新性...

  覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...

  2016年夏季,一次典型的梅雨期暴雨过程袭击了我国长江中下游地区。本次强降水从6月30日0时持续至7月6日6时,武汉市国家级台站的降水总量达到了破历史纪录的582.5mm,多个台站记录的逐小时降水强度超过50mm h

  。暴雨的覆盖面积广、总量大,长江中下游大部分地区的降水总量都达到了500.0mm(图1a)。7月1日和3日,长江第1号洪峰和第2号洪峰先后在长江上游和中下游形成(武汉中心气象台)。武汉市由于地势相对较低(图1b),暴雨造成的洪涝淹没了多条城市主路、车辆和建筑物。总体而言,本次强降水过程导致我国11个省市受灾,其中死亡237人、失踪93人,造成的经济损失达到1540亿元(约合220亿美元;Zhou et al., 2018),使其成为在全世界范围具有重大影响的天气相关自然灾害。前人使用中国气象局气象科学研究院气候系统模式(CAMS-CSM)对本次强降水事件开展了Transpose Atmospheric Model Intercomparison Project(T-AMIP;Williams et al., 2013)类型的数值模拟(Li et al., 2018)。研究表明,CAMS-CSM能够模拟出本次强降水事件的累积降水空间分布,说明气候模式能够再现本次强降水事件的极端性。但是模式也存在着一定的模拟偏差,例如低估了最大小时降水强度。特别地,模式高估了地形对降水的影响,模式在大别山的迎风坡形成了稳定而偏强的降水中心,不能成功模拟沿梅雨锋自西向东传播的降水系统。

  近日,在CSSP-China项目的支持下,中国科学院大气物理研究所博士李普曦在副研究员郭准和Dr. Kalli Furtado指导下,与中国气象科学研究院模式团队和英国气象局合作,使用Met Office Unified Model(MetUM)对本次强降水过程开展了全球模式(UM-GL)和对流解析尺度的区域模拟,系统评估了MetUM对本次梅雨期暴雨过程的模拟性能,研究了对流解析模式(convection-permitting model;CPM)的模拟增值,分析了造成全球模式(UM-GL)偏差的可能原因。结果表明,整个强降水过程根据大尺度环流的不同分为两个阶段(图2):第一阶段(P1:6月30日-7月1日)的降水过程主要受西南低涡东移的影响,雨带的位置呈现明显东移;第二阶段(P2:7月2日-7月5日)梅雨锋在长江中下游建立并呈现准静止特征,降水形式主要为连续雨团沿着锋面的自西向东移动。虽然UM-GL能够模拟出P1雨带的东移,但其对降水细节特征的模拟方面存在明显的模式偏差:UM-GL模拟的小雨过多、大雨偏少;模式中的午后降水被抑制、模拟的降水日变化振幅偏强,不能模拟出P2雨团沿锋面的东移特征;特别地,第二阶段(P2)UM-GL低层风场在大别山迎风坡过多的辐合导致模式在该地区产生持续的地形降水,造成UM-GL出现过强的山区降水中心。相对地,CPM更好地再现了P1狭长雨带的东西向分布,更好地模拟了降水中心的位置和强度;但CPM也存在小雨偏少、大雨和暴雨偏多的模式偏差;CPM成功地再现了本次强降水的日循环,更好地模拟了P2强降水系统沿梅雨锋自西向东的传播特征;特别地,CPM能够成功地模拟P2与降水相关的中小尺度环流,从而改善了UM-GL中高估地形降水的模式偏差。

  “本次暴雨属于典型的梅雨期强降水过程,暴雨的持续时间长、覆盖面积广、极端性强。对本次事件开展对流解析尺度的数值模拟能够很好地检验模式的模拟能力、分析模式的偏差来源。并通过与全球模式进行比较,com44001玄机图!进一步探究对流解析模式对典型梅雨期暴雨过程的模拟增值”,该文的第一作者李普曦补充道。该成果最近在

  图1.(a)2016年6月30日至7月6日降水总量的空间分布(单位:mm);(b)中国中东部的地形分布(单位:m)。图中蓝色实线代表黄河和长江流域,黑点代表湖北省会武汉市。

  图2. 观测和模式中逐小时降水的时间演变(时间-经度)图(沿27°N-33°N平均;单位:mm h

  ):(a)观测,(b)UM-GL,(c)UM-4p4,(d)UM-2p2。图(a)中的两个红色虚线框分别为本次降水过程的第一阶段(P1:2016年6月30日0时至7月1日23时)和第二阶段(P2:2016年7月2日0时-7月5日23时)。