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【資料圖】

近日，聚焦青藏高原對我國災(zāi)害天氣的影響，國家自然科學(xué)基金“青藏高原地-氣耦合過程對區(qū)域災(zāi)害天氣的影響”集成項目(以下簡稱“項目”)結(jié)題。項目以青藏高原地-氣耦合系統(tǒng)為主線，深入、系統(tǒng)、綜合、持續(xù)開展了青藏高原地-氣耦合過程對我國災(zāi)害天氣影響的集成研究，取得多項成果。

青藏高原群山起伏，山谷縱橫交錯，地表狀況和地-氣交換的物理過程極其復(fù)雜，對青藏高原及鄰近地區(qū)乃至全球的環(huán)流系統(tǒng)和天氣氣候產(chǎn)生巨大影響，被認為是對全球變化響應(yīng)最顯著的地區(qū)之一。隨著大氣科學(xué)的發(fā)展，青藏高原氣象學(xué)已由傳統(tǒng)的以高原熱力動力作用為核心進入到氣候系統(tǒng)多圈層相互作用的新階段。2013年，國家自然科學(xué)基金委員會啟動了為期10年的“青藏高原地-氣耦合系統(tǒng)變化及其全球氣候效應(yīng)”重大研究計劃。在該計劃資助下，項目由中國氣象局成都高原氣象研究所(青藏高原氣象研究院)研究員李躍清主持，中國氣象科學(xué)研究院、南京大學(xué)、中國科學(xué)院大氣物理研究所和中國氣象局氣象干部培訓(xùn)學(xué)院參與。

李躍清介紹，項目從多尺度系統(tǒng)相互作用與協(xié)同影響的視角，集中在青藏高原熱源及其分量的不同時空結(jié)構(gòu)和異常分布特征，青藏高原地-氣耦合過程與不同尺度環(huán)流系統(tǒng)的相互關(guān)系和演變機制，適合青藏高原及周邊地區(qū)大氣特殊狀態(tài)、耦合過程和復(fù)合地形的診斷方法、預(yù)報技術(shù)這三個重大問題，開展了系統(tǒng)、全面、科學(xué)的分析研究。

通過分析研究，項目深刻理解了高原地-氣耦合過程大氣熱源、水分循環(huán)三維結(jié)構(gòu)與不同尺度環(huán)流系統(tǒng)的演變機理，系統(tǒng)認識了高原地-氣耦合過程變化及其對暴雨等災(zāi)害天氣的具體影響，提取了高原熱源、天氣系統(tǒng)關(guān)鍵區(qū)影響災(zāi)害天氣的變化信息與預(yù)測信號，建立了高原地-氣耦合過程影響降水等災(zāi)害天氣的多尺度物理圖像與概念模型，提出了反映高原山地特色的診斷分析新方法，改進了區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)能力，發(fā)展了青藏高原影響下的我國災(zāi)害天氣預(yù)報科學(xué)理論與關(guān)鍵技術(shù)。

其中，項目關(guān)于天氣尺度青藏高原熱源與區(qū)域災(zāi)害天氣的研究成果，首次系統(tǒng)、深入地研究了青藏高原大氣熱源天氣尺度變化及其對降水天氣的具體影響，揭示了青藏高原大氣熱源與中國夏季區(qū)域降水的天氣尺度關(guān)系，提出了青藏高原夏季大氣熱源影響中國區(qū)域降水的天氣學(xué)綜合模型，體現(xiàn)了高原天氣學(xué)的新進展。此外，項目首次開展了西南渦演變?nèi)^程的動力學(xué)理論分析，深入揭示了西南渦形成、發(fā)展、移動和消亡的影響因子和物理機制，發(fā)展了我國西南渦動力學(xué)理論。項目還發(fā)展了適合復(fù)雜下墊面特點的大氣診斷分析新技術(shù)，解決了高原山地區(qū)域大氣準(zhǔn)確觀測、精確計算和合理分析等技術(shù)難題，具有實際應(yīng)用價值。

目前，項目成果已以不同形式在氣象研究、業(yè)務(wù)、教學(xué)、培訓(xùn)等方面得到有效應(yīng)用。比如，項目研發(fā)的不規(guī)則邊界定位的區(qū)域診斷分析技術(shù)用于精確、高效識別追蹤高原渦系統(tǒng)，區(qū)域數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)在氣象、民航、鐵路等行業(yè)推廣；研發(fā)的“利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)基于NWP基本要素的降水定量預(yù)報方法”被中央氣象臺納入預(yù)報業(yè)務(wù)平臺，投入業(yè)務(wù)運行；高原天氣系統(tǒng)相關(guān)研究成果為我國暴雨洪澇天氣系統(tǒng)高原渦、西南渦的持續(xù)、東移、發(fā)展預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐；研究成果“復(fù)雜地形風(fēng)場分解高效高精度系統(tǒng)”，作為診斷災(zāi)害天氣預(yù)測強信號和演變過程物理模型，應(yīng)用于海南省氣象臺災(zāi)害天氣過程的機理分析和診斷預(yù)報；關(guān)于青藏高原熱源、高原低渦與切變線、西南渦等演變及其影響等有關(guān)研究成果進入氣象業(yè)務(wù)中試試驗。