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青果期刊 | 南京大学:垂直切变基流地形重力波拖曳参数化方案可有效提升全球气候模式对平流层极涡的模拟水平

青果期刊 | 南京大学:垂直切变基流地形重力波拖曳参数化方案可有效提升全球气候模式对平流层极涡的模拟水平 青研之家
2025-06-13
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导读:南京大学张蓉蓉博士、徐昕教授等近期发表标题为《风廓线切变和曲率对中层大气解析大气环流模型参数化地形重力波应力的影响》的文章。




论文概要:

南极平流层极涡的模拟是当前气候模式存在的长期挑战(例如“冷偏差”和“强西风”),这可能源于平流层波拖曳的不足,从而导致极涡的延迟破碎,国际上普遍采用定常基流(风场方向和大小不随高度发生变化)地形重力波拖曳参数化方案的全球气候模式中均存在该问题。本研究首次揭示了垂直风切变与曲率项对地形重力波拖曳参数化的影响机制,在此基础上发展的重力波拖曳新方案显著缓解了南极平流层的系统性冷偏差与西风偏差,为气候模式发展提供了新方案。



1995-2014年副极地地区(55°-65°S)气候态平均纬向风季节变化(单位:m s-1)


南极极涡破碎时间,其中黑色实线代表JRA55破碎时间,绿色实线代表CMIP6多模式平均破碎时间,蓝色实线代表旧方案破碎时间,红色实线代表新方案破碎时间

/





核心PI




徐昕

南京大学
大气科学学院

简介:
徐昕,南京大学大气科学学院教授、博导。2007年本科毕业于南京大学大气科学系,2014年获得南京大学气象学博士学位。先后在美国俄克拉荷马大学风暴分析与预报中心(2011-2014)、英国雷丁大学气象系(2018-2019)学术访问。主持国家自然科学基金委优秀青年基金、科技部重点研发计划课题等10项,作为骨干参与多项科技部973计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金委重大研究计划等。研究成果发表学术论文40余篇,获得国家发明专利4项,软件著作权10项。先后获得2016年江苏省优秀博士学位论文,2017年江苏省科学技术二等奖。

研究及招生方向:
1、中尺度地形动力学
2、地形重力波动量传输理论及参数化
3、地形重力波非静力作用研究
4、遥感数字图像处理

主要科研项目:

1、青藏高原致灾气象过程发生机理及预报方法研究(第二课题“青藏高原致灾气象过程的天气特征及机理”), 2023.12-2026.11, 主持;

2、地形重力波动力学, 国家自然科学基金优秀青年基金, 2022.1-2024.12, 主持;

3、方向性切变基流下的地形重力波动量传输及参数化研究, 国家自然科学基金面上项目, 2019.1-2022.12, 主持;

4、地形重力波非局地拖曳理论研究, 国家自然科学基金青年基金, 2016.1-2018.12, 主持;

5、次网格地形重力波非静力作用研究, 中国气象局地球系统数值预报重点开放实验室课题, 2023.10-2024.9, 主持;

6、BCC大气模式中次网格地形重力波参数化方案的改进, 国家气候中心数值专项, 2019.6-2020.5, 主持;



文章信息:


上述研究成果发表于《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》国际期刊上。南京大学大气科学学院博士研究生张蓉蓉为论文第一作者中国气象局地球系统数值预报中心路屹雄研究员和南京大学大气科学学院徐昕教授为论文共同通讯作者该研究依托灾害天气科学与技术全国重点实验室


论文信息:

Zhang, R., Lu, Y., Xu, X., & Wang, Y. (2025). Impacts of wind profile shear and curvature on the parameterized orographic gravity wave stress in a middle atmosphere resolving general circulation model. Journal of Advances in Modeling Earth Systems.

https://doi.org/10.1029/2024MS004232


点击文末“阅读原文”可查看成果发布源。











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