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聚焦高原地-气耦合过程对区域灾害天气的影响 青藏高原相关集成研究取得多项成果

2023-07-12 09:26:14     来源 : 中国气象局


(资料图片仅供参考)

近日，聚焦青藏高原对我国灾害天气的影响，国家自然科学基金“青藏高原地-气耦合过程对区域灾害天气的影响”集成项目(以下简称“项目”)结题。项目以青藏高原地-气耦合系统为主线，深入、系统、综合、持续开展了青藏高原地-气耦合过程对我国灾害天气影响的集成研究，取得多项成果。

青藏高原群山起伏，山谷纵横交错，地表状况和地-气交换的物理过程极其复杂，对青藏高原及邻近地区乃至全球的环流系统和天气气候产生巨大影响，被认为是对全球变化响应最显著的地区之一。随着大气科学的发展，青藏高原气象学已由传统的以高原热力动力作用为核心进入到气候系统多圈层相互作用的新阶段。2013年，国家自然科学基金委员会启动了为期10年的“青藏高原地-气耦合系统变化及其全球气候效应”重大研究计划。在该计划资助下，项目由中国气象局成都高原气象研究所(青藏高原气象研究院)研究员李跃清主持，中国气象科学研究院、南京大学、中国科学院大气物理研究所和中国气象局气象干部培训学院参与。

李跃清介绍，项目从多尺度系统相互作用与协同影响的视角，集中在青藏高原热源及其分量的不同时空结构和异常分布特征，青藏高原地-气耦合过程与不同尺度环流系统的相互关系和演变机制，适合青藏高原及周边地区大气特殊状态、耦合过程和复合地形的诊断方法、预报技术这三个重大问题，开展了系统、全面、科学的分析研究。

通过分析研究，项目深刻理解了高原地-气耦合过程大气热源、水分循环三维结构与不同尺度环流系统的演变机理，系统认识了高原地-气耦合过程变化及其对暴雨等灾害天气的具体影响，提取了高原热源、天气系统关键区影响灾害天气的变化信息与预测信号，建立了高原地-气耦合过程影响降水等灾害天气的多尺度物理图像与概念模型，提出了反映高原山地特色的诊断分析新方法，改进了区域数值天气预报业务系统能力，发展了青藏高原影响下的我国灾害天气预报科学理论与关键技术。

其中，项目关于天气尺度青藏高原热源与区域灾害天气的研究成果，首次系统、深入地研究了青藏高原大气热源天气尺度变化及其对降水天气的具体影响，揭示了青藏高原大气热源与中国夏季区域降水的天气尺度关系，提出了青藏高原夏季大气热源影响中国区域降水的天气学综合模型，体现了高原天气学的新进展。此外，项目首次开展了西南涡演变全过程的动力学理论分析，深入揭示了西南涡形成、发展、移动和消亡的影响因子和物理机制，发展了我国西南涡动力学理论。项目还发展了适合复杂下垫面特点的大气诊断分析新技术，解决了高原山地区域大气准确观测、精确计算和合理分析等技术难题，具有实际应用价值。

目前，项目成果已以不同形式在气象研究、业务、教学、培训等方面得到有效应用。比如，项目研发的不规则边界定位的区域诊断分析技术用于精确、高效识别追踪高原涡系统，区域数值预报系统在气象、民航、铁路等行业推广；研发的“利用深度学习技术基于NWP基本要素的降水定量预报方法”被中央气象台纳入预报业务平台，投入业务运行；高原天气系统相关研究成果为我国暴雨洪涝天气系统高原涡、西南涡的持续、东移、发展预报提供科学依据和技术支撑；研究成果“复杂地形风场分解高效高精度系统”，作为诊断灾害天气预测强信号和演变过程物理模型，应用于海南省气象台灾害天气过程的机理分析和诊断预报；关于青藏高原热源、高原低涡与切变线、西南涡等演变及其影响等有关研究成果进入气象业务中试试验。

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