我国东部夏季风雨带降水日变化的南北差异及变化

Rainfall diurnal cycle is one of the most important modes of variability of the global climate system, which are associated with the solar forcing, large-scale circulation and complex topography and underlying surface. Studying the precipitation diurnal variation is an important way to understand rainfall processes. Influenced by East Asian summer monsoon system, the rainfall diurnal variations are quite unique over the eastern China and involve the interaction among radiative transfer and surface exchanges through to boundary layer, convective, and cloud processes. But the mechanisms behind rainfall diurnal variation have not been fully understood by now. On the basis of analyzing the station rain gauge data, satellite products, reanalysis data and numerical simulations of climate model, the proposal mainly focus on the following three aspects: (1) analyze the diurnal phase and amplitude of convective and stratiform rainfall and rainfall profile during the active and break period of summer monsoon to improve the understanding of the evolvement of summer monsoon rainfall; (2) reveal the different diurnal features of the southern and northern parts of the eastern China, their inter-decadal variability and the underlying mechanisms responding to the differences to enhance the comprehension of diurnal variability; (3) find the uncertainties of climate model in the simulation of rainfall diurnal variations of East Asian summer monsoon to improve the capability of numerical model in precipitation forecasting and simulation.

降水日变化受太阳辐射强迫、局地下垫面强迫和大气环流等的综合影响，涉及复杂的云雨形成和演变过程。开展降水日变化研究，是揭示降水演变规律的重要途径。在东亚夏季风系统影响下，我国东部夏季风雨带降水日变化性质独特、区域差异显著且涉及复杂的大气热力、动力等过程的相互作用，但目前对其认识仍十分有限。本项目将依据台站观测资料、卫星遥感产品以及再分析资料等，在已有相关工作基础上，结合诊断分析和数值模拟，拟开展研究工作如下：（1）分析研究我国东部南北各区域夏季风活跃期与中断期，不同类型云降水日变化的位相、振幅和垂直廓线等的整体结构和特征，提高对我国夏季风雨带降水演变过程的科学认识；（2）揭示我国东部夏季风雨带降水日变化南北差异的原因，并分析其年代际变化特点，加深对降水日变化形成机理的理解；（3）评估分析数值模式模拟我国东部地区夏季风降水日变化的不确定性问题，为改进数值模式模拟和预报东亚夏季降水提供科学依据。

降水日变化受太阳辐射、局地下垫面强迫和大气环流等的综合影响，涉及复杂的云雨形成和演变过程。开展降水日变化研究，是揭示降水演变规律的重要途径。在东亚夏季风系统影响下，我国东部夏季风雨带降水日变化性质独特、区域差异显著且涉及复杂的大气热力、动力等过程的相互作用，但目前对其认识仍十分有限。本项目依据台站观测资料、卫星遥感产品以及再分析资料等，在已有相关工作基础上，结合诊断分析和数值模拟，开展研究工作如下：（1）分析了我国东部地区降水日变化的年代际演变特征，指出华北地区清晨降水减少，江淮地区午后降水比例减小，有助于提高对我国夏季风雨带降水演变过程的科学认识；（2）研究了我国东部地区夏季降水日变化的南北差异，发现虽然整个东部地区都表现为短时降水峰值较一致地在出现在下午17时左右，持续较长时间降水在清晨前后发生峰值降水，但持续性降水的平均峰值时间以淮河为界存在显著南北差异，华北的降水峰值时间早于江淮地区，这与降水开始和持续时间均有关系，并初步讨论了其可能成因，有助于加深对降水日变化形成机理的理解；（3）通过对不同分辨率CAM5以及参与CMIP6的多个数值模式模拟结果的分析，指出模式对我国东部夏季降水日变化特征的模拟能力仍十分有限，并进一步明确模拟不确定性主要存在于积云对流参数化方案之中，为改进数值模式模拟和预报东亚夏季降水提供参考。共发表SCI论文4篇，另有一篇在投。