每年4-6月的华南前汛期常有暴雨、雷雨大风、冰雹、龙卷、短时强降水等强对流天气出现，暴雨常常导致江河流域性洪水和城乡积涝。沿海暖区暴雨常常伴随边界层急流出现。边界层急流为暴雨过程提供了充沛的水汽和触发因子，是暖区暴雨预报的前兆信号之一。因此，沿海边界层急流（BLJ）预报目前也是业务预报中的难点。

在国家重点研发计划重点专项“重大灾害性天气的短时短期精细化无缝隙预报技术研究”资助下，我院智协飞教授团队研究发现，BLJ是沿海地区重要的天气过程，是暖区暴雨的前兆信号，是改善业务预报的关键因素。团队采用海—气深度耦合模式模拟了33年南海北部BLJ，发现海—气耦合模式明显提高了华南地区BLJ的可预报性，并且解释了其中的物理机制：耦合模型给出了更真实的SST变化，尤其是SST振幅，并改善了边界层气温预报。在边界层再现了更合理的海陆热力差异。海—气耦合模式能模拟出更强烈的海—气混合效果，并导致更强劲的惯性振荡，而惯性振荡是触发BLJ的关键因素。

由我院徐经纬副教授和智协飞教授作为主要作者的论文进一步深化了团队在沿海边界层急流及暖区暴雨的相关研究，团队后续的相关工作还在持续深入。目前，团队已先后在《Atmospheric Research》《Journal of Climate》《Monthly Weather Review》《Journal of Geophysical Research-Atmosphere》《大气科学》等期刊发表相关论文10余篇。

我们的研究结果表明，采用海—气耦合的业务天气预报模式对于沿海地区一些重要天气过程的准确预报至关重要。据悉，目前欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的1-15天业务预报都采用了海—气耦合模式，而全球绝大多数业务中心的天气预报模式仍采用非耦合的大气模式。

图1 （a）海—气耦合模式的配置，红线包围的区域表示耦合区域,（b）耦合区域的耦合方案。

图2 海—气耦合模式和非耦合模式模拟的华南沿海边界层急流逐3小时海—气温差差异、风速差异和惯性振荡的差异。

文章信息：

Xu J, Zhi X, Sein D V, et al. 2023：Predictability of coastal boundary layer jets in South China using atmosphere–ocean coupling. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD039184. https://doi. org/10.1029/2023JD039184

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Dong F, Zhi X, Zhu S, et al. 2022: Principal Modes of Diurnal Cycle of Rainfall over South China during the Pre-summer Rainy Season. Journal of Climate. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0284.1

Dong F, Zhi X, Zhang L, et al. 2021: Diurnal variations of coastal boundary layer jets over the northern South China Sea and their impacts on diurnal cycle of rainfall over southern China during the early-summer rainy season. Monthly Weather Review, 149, 3341–3363, https://doi.org/10.1175/MWR-D-20-0292.1

Zhang L, Ma X, Zhu S, Guo Z, Zhi X, Chen C. Analyses and applications of the precursor signals of a kind of warm sector heavy rainfall over the coast of Guangdong, China. Atmospheric Research, 2022, https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2022.106425