青藏高原融冻异常对土壤湿度—降水耦合的影响
编号:2347
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更新:2023-04-15 18:16:35
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口头报告
摘要
土壤湿度作为陆面过程的重要和活跃的物理参量,其异常“信号”可以持续长达数月,从而改变地表能量的平衡,影响地表非绝热加热中感、潜热的分配,进而对大气环流及后期天气气候产生显著影响。作为陆-气相互作用的度量,土壤湿度与降水之间的耦合形态和时空分布是普遍关心的问题。青藏高原地表物理属性的显著空间异质性决定了陆面过程的差异性。冻土广泛分布于青藏高原,其在时空上的异常变化如何导致陆-气之间的能量、物质交换的异常,影响着高原地区的陆气相互作用,是冰冻圈与大气相互作用关注的热点问题。针对上述问题,利用多套(GLDAS、ERA-Interim、NCEP-Ⅱ和MERRA2)土壤湿度资料和GPCC降水资料,通过计算土壤湿度—降水耦合指数,揭示了青藏高原春季土壤湿度和夏季降水耦合(SSM-SP-C)存在呈东、西相反的模态,在高原中-东部,春季土壤湿度和夏季降水呈正耦合,而西部则呈负耦合。SSM-SP-C与春季土壤融冻过程密切相关,融冻过程中地表感热变化对高原中-东部SSM-SP-C强度有显著负贡献,而对高原西部SSM-SP-C呈正贡献;融冻过程引起的土壤湿度变化对高原东部和西部SSM-SP-C的贡献相反。进一步分析春季土壤融冻过程对局地降水反馈的机制表明了,当春季高原土壤冻融异常偏晚(早),会引起高原东部土壤湿度干(湿)异常,导致高原东部地表非绝热加热偏弱(强),进而引起高原东—西热力对比差异,激发异常的次级环流,通过土壤湿度—水汽局地和非局地反馈过程,导致了高原东部初夏降水偏少(多),而西部初夏降水偏多(少),这一东—西相反的降水异常分布。通过检验CMIP5模式对高原SSM-SP-C的再现能力,表明了13个GCMs集合平均结果低估了高原东部地区春季土壤湿度和夏季降水的正耦合强度,再现高原西部地区的春季土壤湿度和夏季降水负耦合关系的能力较差。GCMs对高原夏季降水模拟的湿偏差与耦合指数的偏差之间存在显著相关,意味着GCM对春季土壤湿度和夏季降水耦合关系模拟不准是GCMs对高原夏季降水模拟出现湿偏差的原因之一。本研究强调了青藏高原这一高寒地区,与土壤融冻过程相关的土壤湿度—降水耦合对后期天气气候影响的重要性,提出通过考察GCM中冻融过程参数化、SSM-SP-C的环节改进模式的降水模拟偏差的途径。
稿件作者
杨凯
兰州大学
赵叶屏翰
兰州大学
齐祺
兰州大学
李昊晖
兰州大学
王澄海
兰州大学
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