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【資料圖】

近日，聚焦青藏高原對我國災害天氣的影響，國家自然科學基金“青藏高原地-氣耦合過程對區(qū)域災害天氣的影響”集成項目(以下簡稱“項目”)結題。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)和天氣氣候產生巨大影響，被認為是對全球變化響應最顯著的地區(qū)之一。隨著大氣科學的發(fā)展，青藏高原氣象學已由傳統(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”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，中國氣象科學研究院、南京大學、中國科學院大氣物理研究所和中國氣象局氣象干部培訓學院參與。

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構和異常分布特征，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)、耦合過程和復合地形的診斷方法、預報技術這三個重大問題，開展了系統(tǒng)、全面、科學的分析研究。

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)三維結構與不同尺度環(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害天氣的具體影響，提取了高原熱源、天氣系統(tǒng)關鍵區(qū)影響災害天氣的變化信息與預測信號，建立了高原地-氣耦合過程影響降水等災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)值天氣預報業(yè)務系統(tǒng)能力，發(fā)展了青藏高原影響下的我國災害天氣預報科學理論與關鍵技術。

其中，項目關于天氣尺度青藏高原熱源與區(qū)域災害天氣的研究成果，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)域降水的天氣學綜合模型，體現(xiàn)了高原天氣學的新進展。此外，項目首次開展了西南渦演變全過程的動力學理論分析，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理論。項目還發(fā)展了適合復雜下墊面特點的大氣診斷分析新技術，解決了高原山地區(qū)域大氣準確觀測、精確計算和合理分析等技術難題，具有實際應用價值。

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