積雪、湖泊方案改進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注焦點。然而,數據短缺成為阻礙青藏高原研究的瓶頸?;诘厍蛭锢磉^程的數值模擬是開展高海拔山區研究的重要手段,但是所有的全球氣候模式和區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,任務一專題3復旦大學高艷紅教授帶領的研究團隊開展了大量的分析和模式改進研究。通過調研發現,中國屬于季風氣候,夏季降水決定了全年水量,因此,以往諸多研究大多關注夏季降水的模擬。而青藏高原模擬的冷濕偏差主要發生在冷季。首先分析了氣象臺站積雪觀測和五套衛星遙感監測數據,發現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化方案大多基于歐亞大陸積雪數據建立,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選陸面參數化方案,改進了積雪覆蓋度的模擬,進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,進而局地氣候尤為關鍵。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,逐漸使用動態湖泊模式計算湖表溫度。研究發現使用海溫,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。
該研究有助于準確模擬青藏高原冷季降水,正確認識高海拔山區水循環。

青藏高原年平均降水量的空間分布與模擬偏差
