长江、淮河流域位于中国东部副热带-温带季风区,同时受到多种天气系统的共同作用,多次经历异常旱涝灾害并造成巨大的经济损失。本项目拟在已有的针对江淮流域和长江中下游地区极端天气事件和天气、气候形势研究的基础上,利用区域气候模式MM5对1998年6.11-8.11的区域气候进行数值模拟,研究夏季长江、淮河流域次季节尺度区域天气、气候的主要科学问题,包括次季节尺度天气、气候和极端天气事件的可预报性,地表能量、水分收支对云和降水以及其他物理过程的影响,江淮梅雨对模式地形、物理过程参数化方案的敏感性,次季节尺度内天气与气候的内在关系。这一研究不仅能检验高分辨率区域气候模式对异常天气事件和短期气候的模拟能力,同时也可更加深入地理解江淮流域特别是长江中下游地区梅雨季节天气和气候系统的发展过程及其机理,为改进和提高夏季尤其是梅雨季节江淮流域的汛期预报提供一定的理论基础和方法。
本项目以1998年夏季长江中下游地区梅雨期两段持续强降水作为研究切入点,利用高分辨率区域模式的数值模拟结果对长江流域次季节尺度内的天气与气候特征进行分析。本项目的研究重点包括两段强降水事件的数值模拟实验以及两段降水期水汽来源、大气结构、降水演变等方面的分析。研究结果表明,(1)当选定合理的侧边界条件和物理过程方案后,区域模式能够非常好地再现两段降水过程;(2)持续性强降水的异常水汽来源主要集中在南海和西太平洋地区,而黄海、日本海海域的水汽对第二段集中降水起到了较大作用;(3)第一段降水期(6.12-6.30),中高纬度的冷空气活动频繁,大气在降水区表现强的水平湿度梯度,具备典型梅雨锋特征;第二段降水期(7.20-7.31),冷暖空气强度均有所减弱,但在长江流域构成较强的辐合形势,大气水平湿度梯度减弱从而不具备典型梅雨特征;(4)长江流域的两段降水都具备东传特征,降水日变化较显著,集中发生在中午前后。本项目研究介于"天气"与"气候"的中间尺度,不再局限于将两者孤立的传统研究视角,而保存下来的高分辨率数值实验结果为进一步分析集中降水期典型的天气过程提供了非常好的基础。