大氣所關(guān)于25km高分辨率氣候系統(tǒng)模式研究獲進(jìn)展
2021-10-27
大氣物理研究所
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熱帶氣旋(TC)/臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)導(dǎo)致極端天氣,對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在全球變暖背景下,熱帶氣旋的模擬和預(yù)測(cè)變得尤為重要,是國際前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域,而準(zhǔn)確模擬和預(yù)測(cè)熱帶氣旋活動(dòng)仍存在挑戰(zhàn)。
近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室模式研發(fā)團(tuán)隊(duì)博士李矜霄與研究員包慶、劉屹岷等,對(duì)大氣所LASG新一代全球25km高分辨率氣候系統(tǒng)模式CAS FGOALS-f3-H模擬的TC性能展開了系統(tǒng)的評(píng)估和分析。研究基于中等分辨率模式(CAS FGOALS-f3-L,水平分辨率約為100 km)和高分辨率模式(CAS FGOALS-f3-H,水平分辨率約為25 km),開展模式分辨率對(duì)全球TC模擬能力的影響研究,定量評(píng)估模式水平分辨率對(duì)TC模擬能力的影響,探究了水平分辨率對(duì)TC模擬性能的原因。結(jié)果表明,F(xiàn)GOALS-f3模式在高低分辨率情況下均能夠解析TC活動(dòng):在全球TC個(gè)數(shù)、生成位置、移動(dòng)路徑和生命周期等TC關(guān)鍵指標(biāo)方面性能突出;隨著模式水平分辨率的提升,TC模擬的負(fù)偏差顯著減少,最大風(fēng)速、螺旋雨帶和臺(tái)風(fēng)眼等TC的關(guān)鍵精細(xì)化結(jié)構(gòu)特征較低分辨率版本顯著提高(圖1);對(duì)參與國際耦合模式比較計(jì)劃高分辨率模式比較子計(jì)劃HighResMIP的多模式橫向?qū)Ρ确治鲲@示,分辨率提升對(duì)TC生成潛在指數(shù)(GPI)的刻畫能力較低分辨率有顯著提升(圖2),原因在于高分辨率模式對(duì)TC相關(guān)聯(lián)大尺度環(huán)流過程模擬誤差的減少。此外,該研究還從ENSO、大尺度環(huán)流等角度探討了氣候系統(tǒng)模式分辨率提升導(dǎo)致TC模擬性能改善的可能原因。
模式模擬(a、b)和觀測(cè)(c)中30個(gè)TC強(qiáng)度最大位相的合成。圖中曲線是10米表面風(fēng)速(單位:m/s),填色是TC降水率(單位:mm/d)
熱帶氣旋(TC)/臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)導(dǎo)致極端天氣,對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在全球變暖背景下,熱帶氣旋的模擬和預(yù)測(cè)變得尤為重要,是國際前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域,而準(zhǔn)確模擬和預(yù)測(cè)熱帶氣旋活動(dòng)仍存在挑戰(zhàn)。
近日,中國科學(xué)院大氣物理研究所大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室模式研發(fā)團(tuán)隊(duì)博士李矜霄與研究員包慶、劉屹岷等,對(duì)大氣所LASG新一代全球25km高分辨率氣候系統(tǒng)模式CAS FGOALS-f3-H模擬的TC性能展開了系統(tǒng)的評(píng)估和分析。研究基于中等分辨率模式(CAS FGOALS-f3-L,水平分辨率約為100 km)和高分辨率模式(CAS FGOALS-f3-H,水平分辨率約為25 km),開展模式分辨率對(duì)全球TC模擬能力的影響研究,定量評(píng)估模式水平分辨率對(duì)TC模擬能力的影響,探究了水平分辨率對(duì)TC模擬性能的原因。結(jié)果表明,F(xiàn)GOALS-f3模式在高低分辨率情況下均能夠解析TC活動(dòng):在全球TC個(gè)數(shù)、生成位置、移動(dòng)路徑和生命周期等TC關(guān)鍵指標(biāo)方面性能突出;隨著模式水平分辨率的提升,TC模擬的負(fù)偏差顯著減少,最大風(fēng)速、螺旋雨帶和臺(tái)風(fēng)眼等TC的關(guān)鍵精細(xì)化結(jié)構(gòu)特征較低分辨率版本顯著提高(圖1);對(duì)參與國際耦合模式比較計(jì)劃高分辨率模式比較子計(jì)劃HighResMIP的多模式橫向?qū)Ρ确治鲲@示,分辨率提升對(duì)TC生成潛在指數(shù)(GPI)的刻畫能力較低分辨率有顯著提升(圖2),原因在于高分辨率模式對(duì)TC相關(guān)聯(lián)大尺度環(huán)流過程模擬誤差的減少。此外,該研究還從ENSO、大尺度環(huán)流等角度探討了氣候系統(tǒng)模式分辨率提升導(dǎo)致TC模擬性能改善的可能原因。
相關(guān)研究成果發(fā)表在Geoscientific Model Development上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)和國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
模式模擬(a、b)和觀測(cè)(c)中30個(gè)TC強(qiáng)度最大位相的合成。圖中曲線是10米表面風(fēng)速(單位:m/s),填色是TC降水率(單位:mm/d)
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責(zé)任編輯:侯茜