青藏高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特征、形成机理及趋势预估研究
批准号:
U20A2097
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
262.0 万元
负责人:
陈权亮
依托单位:
学科分类:
气候与气候系统
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈权亮
中文摘要
由于高大地形和夏季强热源的作用,青藏高原对高原及其周边地区的降水有着重要影响。高原东侧复杂地形区域,中尺度过程和大尺度环流对极端降水的影响更为复杂,其演变特征和形成机理尚待深入研究。本项目拟综合利用多源资料,研究高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特征,深入认识极端降水对地形的依赖性;揭示复杂地形条件下中尺度过程和大尺度环流对极端降水的多尺度协同影响,阐明其形成机制和协同影响机理;发展适用于复杂地形区域的边界层湍流水平混合参数化方案和复杂云分析技术,提升青藏高原东侧极端降水的模式预报能力;分析比较“第六次耦合模式比较计划”中的全球气候模式的模拟能力,定量评估高原东侧极端降水对气候变化的响应和变化趋势。项目研究成果为深入认识青藏高原东侧极端降水的演变特征、形成机理提供科学基础,提升极端降水的模式预报能力,为川藏铁路等重大工程和“成渝地区双城经济圈”的生态保护和防灾减灾提供科技支撑。
英文摘要
The Tibetan Plateau (TP) has an important influence on precipitation in and around the plateau, due to its giant terrain and strong summertime heat source. The effects of mesoscale processes and large-scale circulation on extreme precipitation are more complex in the complex terrain of the eastern side of TP (CTESTP), where it requires to further study the evolutionary features and formation mechanisms of extreme precipitation. By using multi datasets, this project will investigate the spatial and temporal evolution of extreme precipitation in the CTESTP and understand the dependence of extreme precipitation on the terrain. Furthermore, this project will reveal the multi-scale synergistic effects of mesoscale processes and large-scale circulation on extreme precipitation under complex terrain and its corresponding formation mechanism and mechanism of synergistic impacts. Meanwhile, this project will develop a parameterization scheme of turbulent horizontal mixing in the boundary layer and complex cloud analysis techniques, which are applicable to the complex terrain region. This can enhance the model prediction capability of extreme precipitation over the CTESTP. Finally, this project will compare the simulation capability of global climate models in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) and quantitatively assess the response and change trend of extreme precipitation over the CTESTP. The successful implementation of this project will provide a scientific basis to in-depth understand evolutionary characteristics and formation mechanism of extreme precipitation over the CTESTP, enhance the model prediction capability of extreme precipitation, and also provide a scientific support for ecological protection and disaster prevention of major projects such as Sichuan-Tibet railway and “Chengdu-Chongqing Economic Circle”.
青藏高原东侧复杂地形区域极端降水演变特征和形成机理的研究意义重大,尚待深入研究。本项目综合利用多源观测资料,得到主要结论如下:(1)研究了高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特,表现为,空间分布上呈东多西少,整体呈现增加趋势且对总降水的贡献也呈现变大的特征;极端降水多发生在夜间和下午且长历时的小时极端降水多发生于夜间,短历时的小时极端降水则多出现在下午时段;昼夜极端降水日数都是显著增加趋势,且夜间极端降水日数的增加趋势大于白天。(2)揭示了复杂地形条件下多因子对极端降水的影响,其中,全球变暖导致热带印度洋海面温度增加从而产生更多水汽,这些水汽在南海上空的反气旋式环流转向输送至高原东侧地区,为极端降水增加提供了背景;同时,斯堪的纳维亚遥相关的负位相导致高原东侧异常上升运动和纬向平流异常,从而引起极端降水增加;在变暖背景和年际调控下,高原强对流和高原涡东移的协同作用将进一步引起持续性极端降水的产生。(3)通过引入三维边界层参数化方案,结合大涡模拟试验、一维边界层方案和考虑了水平混合的三维边界层方案,发展了适用于复杂地形区域的边界层湍流水平混合参数化方案和复杂云分析技术,开发了天气雷达资料格式转换和数据质量控制算法,优化了模式关键物理过程和微物理方案水云预报算法,研发了覆盖高原东侧复杂地形区域的3km分辨率、四川地区1km分辨率的西南地区数值天气预报系统,提升了预报准确率。(4)利用CMIP6 HighResMIP模式的历史模拟数据,探讨了不同分辨率模式在极端降水模拟中的差异性,通过应用物理尺度诊断方程,深入分析了青藏高原东侧未来极端降水变化的驱动机制,明确了动力和热力过程对这些变化的相对贡献,并定量分析了模拟结果中的不确定性来源及其变化趋势。相关研究支撑了气象灾害防御技术中心暴雨灾害风险预估业务,保障了川藏铁路沿线天气预报服务,开展了与电力行业等的密切合作。
青藏高原东侧复杂地形区域极端降水的时空演变特征、形成机理及趋势预估研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:262万元
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批准年份:2020
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负责人:陈权亮
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依托单位:
平流层过程及其天气气候效应研究暑期培训
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批准号:42042014
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:12万元
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批准年份:2020
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负责人:陈权亮
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依托单位:
青藏高原深对流对平流层水汽的影响及其全球气候效应研究
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批准号:41875108
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈权亮
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依托单位:
青藏高原深对流活动及其对大气成分的输送过程研究
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批准号:41475037
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项目类别:面上项目
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资助金额:91.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈权亮
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依托单位:
平流层AO异常下传影响对流层天气过程中的行星波的作用
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批准号:41005021
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈权亮
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依托单位:
国内基金
海外基金