雅鲁藏布大峡谷山地降水过程研究取得系列重要成果

 

第二次青藏科考水汽通道科考分队的科考队员近五年来在雅鲁藏布大峡谷周边开展了山地水汽输送和强降水的观测研究，布设了雅鲁藏布水汽通道综合观测网（图1），综合分析收集自该观测网的观测数据，在水汽输送、云降水过程及山地地气相互作用研究方面取得了一系列重要科学成果。近日，国际气象学领域Top期刊《Bulletin of the American Meteorological Society》（BAMS）发表了该科考分队关于雅鲁藏布大峡谷强降雨过程的系列研究成果。

文章第一作者中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队陈学龙研究员介绍，科考分队在大峡谷建立雨量筒以及水汽变化观测网被成功应用于研究水汽输送变化对极端降水的影响（图2，图3）。藏东南地区降水的微物理特征与低海拔地区存在明显差异，该研究证实了目前降水数值模型里云微物理参数化在青藏高原的不适应性。研究结果证明，GPM卫星降水数据在大峡谷地区存在干偏差。复杂山地强降水模拟是强降水预报的难点，科考队利用WRF和综合观测网数据，检验了不同云降水方案的优劣性。结果表明，当采用特定云降水和地形拖曳参数化方案的高分辨率数值模型能捕捉大峡谷内的风场和水汽输送时，该模型对于该地区强降水能做出准确预报（图4），上述研究成果为提升大峡谷地区复杂降水预报精确性提供了重要参考。

论文系统阐述了雅鲁藏布大峡谷水汽通道观测研究平台建立的科学目标、观测站网设计、观测要素等详情及取得的亮点研究成果，以“Investigation of Precipitation Process in the Water Vapor Channel of the Yarlung Zsangbo Grand Canyon”为题在BAMS上发表。

中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队马耀明研究员、陈学龙研究员为共同通讯作者。该研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0105, 2019QZKK0103）和国家自然科学基金（41975009）和的联合资助。

文章链接：https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/105/2/BAMS-D-23-0120.1.xml

雅鲁藏布水汽通道综合观测网公开数据下载链接为：http://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/disallow/e68f1de1-3a13-4ae1-90e0-9e3a3f57f912/

图1 雅鲁藏布大峡谷（YGC）山地降水过程观测站布设位置

背景颜色显示地形（单位：m），黑色+表示雨量筒站。红色×符号表示安装了GPS水汽仪、涡度协方差和雨量筒的站点，紫色*表示使用自动气象站和雨量筒的站，蓝色五角星表示安装了GPS水汽仪、涡度协方差、雨滴谱仪、云雷达、微雨雷达、微波辐射计、无线电探空、全天空相机和雨量筒的地点，蓝色菱形表示安装了GPS水汽仪、涡度协方差、微波辐射计、无线电探空仪、全天空相机和雨量筒的站点，蓝色六角形表示安装了GPS水汽仪、涡度协方差、微波辐射计、无线电探空、全天空相机、微雨雷达、雨滴谱仪和雨量筒的站点。

图2 ?大峡谷入口（a，墨脱）和中部（b，卡布）站点观测到的柱水汽量（TCWV；单位：cm）以及大峡谷内不同位置观测的日降水量的变化（c, d, e, 和f）,显示时间段为2021年6月24日至7月4日观测到的2021年最强降雨过程。

图3藏东南（Region 1）极端降水发生前一至四天的湿度（填充色）与环流（黑色箭头）异常的高度-经向的垂直剖面（从20°N/90°E到40°N/100°E），Day0为发生极端降水日。

图4 高分辨率WRF模型（1 km网格）优化前后模拟的水汽输送通量（a和b）和降水模拟的评估（c），模拟时间段为2019年9月23日11:00-17:00，降雨量观测采用了背崩、米日、东仁、卡布和80K站点雨量筒数据的平均值。