区域气候模式模拟热带气旋路径偏差原因的动力学诊断研究

西太平洋频繁的热带气旋活动对东亚天气气候有重要影响。区域气候模式在侧边界驱动场强迫下模拟西太平洋热带气旋路径会出现非正常提前转向，从而成为东亚区域气候动力降尺度模拟和预测误差来源之一。本项目利用区域动力降尺度模拟的局域Nudging技术，保证模拟的西太平洋大尺度环流（包括热带气旋环流）和再分析驱动场一致，同时还维持热带气旋和环境流的相互作用。利用西太平洋典型西行和西北行热带气旋个例月份的逼进试验和控制试验的高时间分辨率模拟结果资料，采用旋转流和辐散流分解技术，对热带气旋和大尺度环境流相互作用过程进行定量计算，并对引导气流方程和副高面积指数演变方程进行动力学诊断分析，揭示引导气流非正常变化和副高非正常减弱的物理机制，为改进区域气候模式模拟热带气旋路径能力提供科学依据，从而有利于提高东亚区域气候动力降尺度模拟和预测水平。

西北太平洋是全球热带气旋活动最频繁的海区，对夏季西北太平洋热带气旋活动描述能力欠缺是气候模式模拟东亚气候存在偏差的原因之一。本项目试图从机理上揭示区域气候模式模拟热带气旋路径偏差的原因。项目主要研究了不同模式设置方案（包括模式物理方案、SST和模式分辨率等），对热带气旋路径模拟影响的机理。研究发现，导致TC模拟路径出现提前转向的原因在于模拟的TC云墙过强，使得高层大量砧云从TC中心辐散流入到西太平洋副高区上空，来自于眼墙的过多砧云导致微物理过程出现显著差异，由于水凝物凝结释放潜热加热副高区对流层上层和水凝物下落到对流层下层融化吸热，使对流层下层降温的的综合作用，导致副高减弱，而减弱的副高有利于TC出现提前转向。这是区域气候模式模拟西北太平洋TC路径出现偏差的一种热力学机制，这种机制的发现对于改进模式对TC路径的模拟具有重要意义。