積雪、湖泊方案改進(jìn)有效改善青藏高原冷季降水模擬
青藏高原地勢高聳，對全球天氣氣候有重要影響；加之冰川廣布，雪山連綿，是亞洲主要河流重要的水資源供給地。全球變化背景下青藏高原氣候變化稱為全世界的關(guān)注焦點。然而，數(shù)據(jù)短缺成為阻礙青藏高原研究的瓶頸。基于地球物理過程的數(shù)值模擬是開展高海拔山區(qū)研究的重要手段，但是所有的全球氣候模式和區(qū)域氣候模式在青藏高原的模擬都極大地低估了氣溫，高估了降水。
為了減少青藏高原氣候模擬的冷、濕偏差，任務(wù)一專題3復(fù)旦大學(xué)高艷紅教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊開展了大量的分析和模式改進(jìn)研究。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國屬于季風(fēng)氣候，夏季降水決定了全年水量，因此，以往諸多研究大多關(guān)注夏季降水的模擬。而青藏高原模擬的冷濕偏差主要發(fā)生在冷季。首先分析了氣象臺站積雪觀測和五套衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)青藏高原積雪屬于淺薄積雪，生命期一般不超過5天。而模式中使用的積雪參數(shù)化方案大多基于歐亞大陸積雪數(shù)據(jù)建立，歐亞大陸積雪為深厚積雪，生命期長，雪表反照率一般都大于0.8），而在青藏高原，積雪反照率一般不超過0.5。于是，基于觀測的雪深資料優(yōu)選陸面參數(shù)化方案，改進(jìn)了積雪覆蓋度的模擬，進(jìn)而顯著減小了地表溫度模擬的冷偏差。
青藏高原擁有我國50%的湖泊面積，作為陸地上唯一的水體，湖表溫度的處理對陸氣相互作用的模擬，進(jìn)而局地氣候尤為關(guān)鍵。氣候模式中對湖泊的處理通常有兩種方式，一是采用最近點海溫代表湖表溫度，這種方式因其計算的高效而被廣泛使用；近年來，隨著高性能計算能力的提高，逐漸使用動態(tài)湖泊模式計算湖表溫度。研究發(fā)現(xiàn)使用海溫，顯著夸大了湖表溫度，是造成降水模擬高估的重要原因。使用觀測資料校準(zhǔn)的湖表溫度可以顯著較小降水模擬的濕偏差。
該研究有助于準(zhǔn)確模擬青藏高原冷季降水，正確認(rèn)識高海拔山區(qū)水循環(huán)。
青藏高原年平均降水量的空間分布與模擬偏差