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华北平原降水日循环及其与陆气相互作用的联系——ERA5与MERRA-2评估对比
作者:宋媛媛、魏江峰               发布时间:2021/11/03 11:47:52              浏览量:

降水日循环是局地天气和气候的一个重要特征,与水循环密切相关。地气系统通过特定的动力和热力学过程,有规律地驱动着一天中某一特定时间的降水,其中涉及到多尺度的陆-气相互作用。陆地对大气的反馈可以在一定程度内加以量化,但几乎所有的反馈都开始于日循环周期。因此,降水日循环也是理解陆-气相互作用的切入点。

我院魏江峰教授及其研究生宋媛媛利用卫星观测数据TRMM 3B42和CMORPH评估了再分析数据ERA5及MERRA-2再现华北平原夏季降水日循环的能力,并初步探讨了降水日循环与陆气相互作用的联系。在山谷风的驱动下,华北平原夏季存在下午与凌晨两个降水峰值。基于大气水分平衡的分析发现,局地蒸散发和外部水汽辐合共同驱动了下午降水,而夜间和清晨降水事件主要是由水汽辐合驱动的。MERRA-2中降水峰值多出现在夜间至凌晨,并且没有捕捉到下午的降水峰值,ERA5比MERRA-2更好地再现了降水日循环及峰值时间的空间分布。分析发现MERRA-2下午时段低层风场多辐散,导致上升运动较弱、降水效率偏低、降水量少。此外,研究还发现MERRA-2比ERA5具有更强的陆-气耦合,这可能与其在“蒸发比(EF)对土壤湿度变化的响应”中给定的临界土壤湿度值较低有关。MERRA-2中较强的陆-气耦合加剧了下午时段大气对降水的不利影响,促进了下午降水峰值的消失。

图.(a,b)由CMORPH降水数据筛选的下午和凌晨降水事件,其区域平均的降水(灰色曲线;单位:mm/day)、蒸散发(E)、水汽辐合的垂直积分(MFC)和大气柱总水汽倾向(dPW)的日循环(填色;单位:mm/day),(c,d)与(a,b)相同,但由TRMM 3B42降水数据筛选

 

文章信息:

Song, Y., & Wei, J. (同等贡献) (2021). Diurnal cycle of summer precipitation over the North China Plain and associated land–atmosphere interactions: Evaluation of ERA5 and MERRA-2. International Journal of Climatology, 41(13), 6031–6046. javascript:;