青藏高原热力强迫对延伸期可预报性的贡献研究

There are obvious seasonal variations in the Tibetan Plateau thermal forcing. the heat source over Tibetan Plateau is strengthened gradually from winter to summer,however, as one of the important factors of land surface forcing, the thermal forcing of the Tibetan Plateau is less understood. Using the dynamical models in sub-seasonal prediction (S2S) research project, this project plans to evaluate the extended-range prediction skill for the anomalies of plateau thermal forcing, analyze the dynamic evolution of the key physical processes affecting the atmospheric circulation in the Tibetan Plateau, Compare the characteristics of thermal anomalies in different periods of snow cover and its melting. In this project,the effect of thermal anomalies in different seasons on the different stages of East Asian monsoon would be discussed,the contribution of plateau thermal anomalies to the predictability of the extended-range and its monthly variation would be quantitatively estimated, and the predictable modes related to the thermal anomaly over the plateau would be extracted. Based on those analysis, this project would diagnose the predictability and the evolution characteristics of the key processes in the atmospheric circulation, study the thermal contrast between the plateau and the surrounding area and its relationship with the model error, analyze the error response characteristics of Tibetan Plateau snow cover anomalies in models and its possible causes. In this project , a correction method for the extended-range forecast model would be developed, then based on corrected multi-model forecasts, the ensemble prediction technique would also be developed to improve the prediction skill.

高原热力强迫有明显的季节内变化，从冬到夏青藏高原大气热源逐渐加强，然而，高原热力强迫作为一种重要的陆面强迫因子，对延伸期可预报性的贡献认识较少。本项目利用次季节到季节计划中多个先进的业务动力模式，评估动力模式在延伸期尺度对高原大气热力异常的预测能力，分析动力模式中青藏高原加热对大气环流影响的关键物理过程及演变，对比研究高原积雪和融雪不同阶段的热力异常特征。探讨青藏高原不同季节热力异常对东亚季风不同阶段的影响途径，定量估计高原热力异常对延伸期可预报性的贡献及其月际变化，提取与高原热力异常相关的可预报模态。诊断动力模式对大气环流的各个关键过程的预测能力和误差演变特征，研究高原与周边热力对比及其与模式误差间的关系，分析不同模式对高原积雪异常的响应误差特征及可能原因，发展有针对性的单个动力延伸预报模式误差的订正方法，基于订正后多模式数据研发集合预报技术，以期达到改进模式预测效果的作用。

高原热力强迫有明显的季节内变化，从冬到夏青藏高原大气热源逐渐加强，然而，高原热力强迫作为一种重要的陆面强迫因子，对延伸期可预报性的贡献认识较少。本项目利用次季节到季节计划中多个先进的业务动力模式，开展了青藏高原热力强迫对延伸期可预报性的贡献研究。取得的成果主要有：1）研究了高原热力异常特征及其对延伸期预测的影响。通过分析春夏季节转换期不同阶段高原南侧融雪的特征、研究高原南侧不同融雪阶段积雪深度与南亚季风区热带非绝热加热的年际变化关系以及对比青藏高原积雪深度对延伸期预报可预报性的贡献，指出高原积雪异常是延伸期预测的重要可预报源。2）研究了其它可预报源对东亚延伸期可预报性的贡献。探索了秋冬春热带海温异常联合演变分型对东亚夏季环流异常的影响研究，分析了赤道太平洋冬季SST异常的纬向梯度结构及其与Walker环流的联系，并以2020年春季为例，研究了ENSO、大西洋海温和高原异常对2020年春季气候的影响；研究了中国南方地区盛夏高温类型及其对应的大尺度环流和海温异常和AO不同位相对延伸期中高纬环流可预报性的影响；3）针对动力模式的可预报性特征，结合高原热力异常和海温异常对可预报性的贡献，研究了基于高原热力和海温异常的多模式订正和集合方法。通过评估和分析多个观测和再分析资料中的梅雨特征和多个模式对东亚梅雨的模拟能力和偏差原因，研发了高原积雪和海洋异常的多模式可预报分量集合预测方法。项目研究成果在国庆70周年、上海进博会和建党100周年气象保障服务中发挥了重要作用，多次获得组织单位的感谢和表彰，获评中国气象局首席气象专家。在项目支持下，1份材料获得2021年度优秀两办信息。共发表论文13篇，其中SCI论文8篇。培养博士2名，硕士2名。