论文部分内容阅读
为了揭示夏季青藏高原湖泊群的区域气候效应,本文利用WRF-Lake模式进行了 2008-2014年共7个夏季的气候模拟,评估了不同陆面方案和积云对流参数化方案对夏季气候的模拟性能,在此基础上进行了有无青藏高原湖泊群的数值实验,探讨了高原湖泊群对区域气候的具体影响,主要结论如下:模式对于降水的模拟效果主要取决于积云对流参数化方案的选择,陆面方案会对高原平台区域的降水模拟产生较为明显的影响。比较发现,使用Grell-Devenyi积云方案模拟的夏季降水在空间型、不同等级降水概率密度分布和累积贡献分布上同观测最为接近。这与GD方案对印度低压、青藏高原热低压、南亚高压的模拟较为合理,对高低层辐散辐合强度以及水汽输送形势模拟接近于观测密切相关。10组实验对夏季平均2-m温度的空间分布型均模拟较好,通过计算模式和观测间空间相关系数(PC)、标准差之比(σ)、平均偏差(BIAS)、均方根误差(RMSE)以及泰勒评分(TS)并进行综合评分,我们认为CLM4 GD和Noah GD这两套方案对夏季平均2-m气温的模拟性能最好。高原湖泊群对2-m气温和降水的显著影响区域均集中在高原湖区和附近地区:除中东部湖区会升高湖区上空的2-m气温外,其余湖泊对夏季平均的2-m气温均表现为强冷却作用;高原中东部湖泊群会显著增加湖区及附近地区的对流性降水,而其余湖泊则表现为对大尺度降水量减少。从季节变化上看:湖泊在对湖区上空2-m气温在整个夏季都表现为削弱作用,这种削弱程度会随着夏季推进,感热输送负异常减小,潜热输送正异常增强而逐渐减弱;湖泊会大幅增加湖区的晚夏对流性降水。从日变化上看:湖泊会大幅削弱白天最大2-m气温,升高夜晚最低2-m气温,减弱2-m气温的日变化幅度;湖泊会抑制湖区的午后对流性降水,增多夜间的对流性降水。从降水持续性的角度分析,湖区总降水从夜间至清晨降水量、降水频率、以及降水强度的增长是由短时降水和长持续降水的增强共同导致的,其中短时降水的增长贡献较大,湖区午后降水量和降水频率的削弱主要是由于湖泊对午后短时降水的显著抑制作用。在白天,湖泊表现为对上方空气的冷却作用,湖区上方冷空气聚堆,由于湖泊地处盆地,山谷热力对比差异导致的谷风会增幅湖风和次级环流强度,使得湖区上空盛行下沉运动,相当位温随高度升高而增大,不利于对流活动的触发发展;在夜晚,湖区强烈的潜热释放会使得上方大气增温增湿,与此同时夜晚时出现的山风一方面能加速次级环流的形成,增强上升运动的强度,另一方面山风携带的干冷空气能在湖面处增温增湿,导致湖泊上空对流性降水的发生。湖泊在夜晚对对流活动的促进作用在色林错湖附近十分明显,但在高原北部的小湖处未能出现,这可能于湖泊自身属性(深度、范围、盐度等物理属性),所处区域地形(山谷地形梯度对比)以及背景大气环流的差异密切相关。