区域海气耦合模式WON在东南亚低纬高原一次强降水事件模拟中的应用

来源：高原气象杂志2024年第4期北京时间：

作者：桂术,曹杰,杨若文,李蕊

单位：1. 云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室，云南大学，云南 昆明 650091 ;2. 气象灾害预报预警与评估协同创新中心，江苏 南京 210044 ;3. 云南省气候中心，云南 昆明 650034

摘要：为改善东南亚低纬高原区（LLHSA）降水模拟的性能， 提高降水预报准确性， 本文采用大气环流模式WRF（4.2版）和海洋分量模式NEMO（3.4版）， 用耦合器OASIS3-MCT进行桥接， 得到区域海气耦合模式WRF-OASIS-NEMO（WON）。大气和海洋分量模式都配置成相同的Arakawa-C网格， 水平空间分辨率设为0.25°， 耦合频次设置为逐小时， 便于模拟海洋和大气环流相耦合的中尺度运动特征。为评估WON模式的模拟性能， 选取2020年8月16 -18日的强降水过程为例， 与单独WRF模式的模拟效果进行比较分析。WON和WRF模式模拟的降水大值区位于高原东北部和中西部地区， 平均日降水量约为20 mm·d-1， 与观测事实基本相符。WON模式改善了WRF模式在高原南部降水偏多而在高原西北部降水偏少的模拟偏差。WON模式改善了降水动力条件的模拟效果， 在高原中南部气旋式环流增强， 在高原西侧反气旋式环流增强， 进而改善了WRF模式在高原南部周围降水偏少， 高原西北部降水偏多的模拟偏差。WRF和WON模式均能再现垂直螺旋度的发展特征， 即在对流层中低层为正垂直螺旋度发展， 而在对流层高层为负垂直螺旋度发展。两个模式在雨带西部400 hPa高度层附近垂直螺旋度模拟偏强， 而在600~700 hPa高度层上垂直螺旋度模拟偏弱。WON模式相对于WRF模式的改进区域主要集中在雨带中西部地区。本次强降水的水汽来源包括孟湾的西南水汽输送和中国南海的偏南水汽输送。WRF模式和WON模式均能较好地重现相关水汽通量特征。WRF模式在孟湾北部水汽辐合偏强， 而在中国南海水汽向北输送偏弱。WON模式主要改善了WRF模式在中国南海水汽输送偏弱的模拟偏差。WON模式改善降水模拟效果的主要原因是孟湾海表热通量交换导致孟湾中低层大气偏冷偏干， 大气对流活动减弱， 在孟湾北部形成的低层反气旋偏差改善了本次强降水过程动力条件和水汽条件的模拟效果。

关键词：区域海气耦合模式,东南亚低纬高原,强降水,垂直螺旋度,大气环流

基金资助：国家自然科学基金项目(42030603)