science >> Wetenschap >  >> Natuur

Convectie-toelatend model onthult nieuwe kenmerken van de atmosferische watercyclus boven de Aziatische watertoren

De schematische diagrammen van de waterkringloop over de TP in LSM en CPM. Eenheid:107 kg s -1 . Krediet:ZHAO Yin

Toekomstige veranderingen in de neerslag op het Tibetaanse plateau (TP) kunnen een diepgaande invloed hebben op het ecosysteem en de omgeving van Oost-Azië op grote hoogte. Ondanks dit, klimaatmodellering staat voor uitdagingen bij het nauwkeurig simuleren van neerslag en watercyclus op de TP.

Een mogelijke manier om deze uitdagingen te overwinnen, is het gebruik van modellen die convectie toestaan ​​(CPM's) om de atmosfeer boven de TP te simuleren. Dergelijke modellen hebben expliciet diepe convectie opgelost en kunnen de simulatie van neerslag over de TP verbeteren, volgens een studie gepubliceerd in Journal of Geophysical Research:Atmosferen .

De studie werd uitgevoerd door onderzoekers van het Institute of Atmospheric Physics (IAP) van de Chinese Academie van Wetenschappen, Chinese Academie voor Meteorologische Wetenschappen (CAMS), en het UK Met Office.

Klimaatmodellen hebben een natte bias bij het simuleren van de TP-neerslag, wat in het algemeen wordt toegeschreven aan de overschatting van het vochttransport door de zuidelijke randen van het TP. "Echter, vanuit het procesgerichte perspectief van de atmosferische watercyclus, we ontdekten dat de toegevoegde waarde van de CPM wordt gedomineerd door de realistische weergave van het neerslagproces en het hoogwaardige effect ervan, in plaats van het verminderde transport van waterdamp naar het noorden, " zei Zhou Tianjun, de corresponderende auteur van de studie en een senior wetenschapper bij IAP.

Met behulp van een CPM op basis van het Unified Model van Met Office, de onderzoeksgroep voerde een traditionele ("convectie-geparametriseerde") simulatie (LSM) uit met een modelresolutie van 13,2 km, en een CPM-simulatie met een resolutie van 4,4 km, beide gericht op de neerslag over de TP in de zomer van 2009.

De resultaten toonden aan dat de natte bias in de gesimuleerde TP-precipitatie duidelijk was verminderd van 61% in de LSM tot 14% in de CPM. Ze ontdekten dat deze verbetering optrad doordat de CPM ongeveer 25% minder van het vocht in neerslag omzet dan de LSM.

Deze verbetering van de neerslag, op zijn beurt verbeterde de simulatie van atmosferische circulatie. “Omdat de CPM op een heel andere manier met neerslagprocessen omgaat, veranderingen in latente verwarming geven een meer realistische simulatie van de grootschalige circulatie over de TP in de zomer, die een sleutelrol speelt bij het vochttransport over de TP, " zei Zhao Yin, eerste auteur van de studie.

De verbeterde circulatie verbetert het transport van vocht in en uit de TP. Algemeen, de hoeveelheid vochtconvergentie wordt verminderd, en dit is de sleutel tot de kleinere natte bias in de CPM. Dit werpt licht op de oorzaak van de neerslagafwijkingen in de huidige generatie mondiale en regionale modellen:het zijn hoogwaardige effecten van de latente warmte die vrijkomt door convectieve stormen op de TP. Het verbeteren van de simulatie van deze stormen is daarom belangrijk voor het verkrijgen van een betere voorspelling van toekomstige klimaatverandering in Oost-Azië op grote hoogte.