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洋面中尺度加强对东亚夏季风环流和降水模拟的影响
作者:李忠贤               发布时间:2019/9/11 15:50:05              浏览量:180

洋面上空的次网格尺度(统称为中尺度)对流运动产生阵风,阵风加剧局地海表湍流交换过程,从而引起局地海表湍流通量的增加,这种增加作用称为中尺度加强。在平均风速较弱且多变的洋面,例如西太平洋暖池地区,中尺度加强效果尤为显著。当前大气环流模式的海表湍流通量方案中通常忽略中尺度加强过程,使得模式对海温强迫的敏感性减弱,影响了其模拟性能。

大气科学学院李忠贤等将洋面中尺度加强引入到NCAR CAM5大气环流模式中。利用观测海温资料驱动CAM5模式,研究中尺度加强对东亚夏季风环流和降水气候平均态模拟效果的影响。结果表明:未引入中尺度加强,CAM5模式模拟的东亚夏季风环流和降水偏弱。引入中尺度加强后,模拟结果得到明显改善。进一步的分析表明:东亚夏季风环流以及降水气候平均态的改进来自中尺度加强带来的热带西太平洋海表对流活动增强、水分蒸发增加,引起热带西太平洋降水增多,大气中水汽凝结释放潜热增多,导致对流层中上层平均温度升高,其结果使得中高层大气环流系统位势高度得到抬升,东亚夏季风环流重要成员南亚高压以及西北太平洋副热带高压强度模拟结果更接近观测。


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图1 气候态夏季平均降水(单位:mm/day)

(a)观测资料;(c)CAM5模式原方案模拟结果;(e)CAM5模式改进方案模拟结果;(b)CAM5模式原方案与观测之差;(d)CAM5模式改进方案与观测之差;(f)CAM5模式改进方案与CAM5模式原方案之差。阴影部分表示通过了显著性水平为5%的显著性检验

 

文章信息:

Zhongxian Li, Ping He, Jieshun Zhu, Haishan Chen, Gang Zeng, Weitao Deng. 2019. Improving the simulation of East Asian summer monsoon with mesoscale enhancement in an AGCM. Climate Dynamics, 53(1-2):225-236. doi:10.1007/s00382-018-4580-x