246 / 2026-03-09 17:01:08

气候模式云和对流参数不确定性影响我国夏季降水年际至年代际变率模拟的热力和动力机制

参数扰动集合,降水模拟不确定性,热力和动力机制,年际至年代际变率

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.23 对流多尺度相互作用的数值模拟与基础理论

气候模式是理解和预测降水变化的重要工具，但云和对流等次网格过程的参数化仍然是模拟降水的主要不确定性来源。相比于传统的基于CMIP多模式的分析方法，物理参数扰动试验集合（PPE）可用于厘清影响模式不确定性的关键物理过程及机制，但以往主要聚焦短期模拟，难以分析降水长期变率的不确定性。本研究利用1975—2014年的40年长期PPE，对我国夏季降水年际至年代际变率模拟的不确定性进行了较为全面的分析，并量化了关键物理参数影响模拟不确定性的动力和热力机制。研究发现，降水异常模拟不确定性主要由其年际尺度的不确定性造成。参数敏感性分析表明，在年代际时间尺度上，降水变率模拟的大部分不确定性来自模式内部随机性。在年际时间尺度上，近50%的不确定性是由深对流降水蒸发效率参数（zm_ke）造成。更强的对流降水蒸发效率同时增大了降水热力和动力分量的年际变率，表明这两个分量的响应是相互关联的。对流蒸发效率的增加抑制了局地对流降水，但通过增加低层水汽和促进远距离水汽输送，强烈增强了大尺度降水，导致热带和副热带季风辐合区总降水净增加，进一步增强了上升运动。与偏干年份相比，偏湿年份更强的辐合更有利于水汽向中高纬度的远距离输送，从而增大了我国干旱区和湿润区的降水变率。