地形可在多种尺度上影响大气环流(100m至1000km),而对于地形效应考虑不足,或导致模型中长期存在误差,如喜马拉雅复杂地形起伏区的过多降水,阻碍了模型对于“亚洲水塔”的极端事件和水资源变化的预报预测。山区复杂地形可在多方面影响山区天气气候,其中一个重要方面是地形各向异性。地形各向异性是指地形在不同方向起伏变化各异的属性,而模型中对于这种地形特性的表示目前仅限于8个典型方向(东、南、西、北、东南、东北、西南、西北)。
近日,中国科学院大气物理研究所LASG重点实验室博士谢瑾博及其合作者,发展出在各方向包含地形各向异性的地形拖曳方案,并实现了与中科院地球系统模式(CAS-ESM)的耦合。与之前版本模式比较发现,新方案改进了模式在喜马拉雅山等复杂地形区的风速、温度等变量的模拟能力。新研发的模型未来可用于山区极端天气气候的模拟和预报,并为大凉山区暴雨和泥石流灾害重点区域提供预警。
相关研究成果发表在Journal of Advances in Modeling Earth Systems上,并收录在JGR与JAMES联合发布的“模型发展”专刊。
图1.地形参数生成的示意图
图2.地形方案与CAS-ESM的耦合