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为更好的预测和气候预报而建立的机制模型

编译者:张灿影发布时间:2019-10-11点击量:2079 来源栏目:科研动态

随着气候的变化,飓风的威力也不断增大,准确地模拟大气和海洋之间的相互作用对人们做好准备或撤离变得越来越重要。然而,海-气系统的许多机制,即所熟知的海-气通量,使得模拟变得极其复杂。最新研究结果显示目前的数值模型根本无法解释波浪、洋流和风三者耦合的影响。而这种耦合又是至关重要的,因为没有它,模型根本不能准确地显示出海洋大气边界层过程。因此,需要对这种耦合的影响进行量化,以提高海-气通量预报的准确性。如果没有对湍流进行模拟,那么在模式中就会存在一个恒定的偏差,而更好的模型可以让天气预报人员和气候科学家更准确地了解大气与海洋交汇处发生了哪些过程。

海-气通量的建模之所以如此复杂,部分原因在于系统中反馈机制的绝对数量:要模拟波浪,必须考虑到表面粗糙度和风;要模拟海表面温度,就必须考虑海-气温差、水汽、湿度、蒸发等因素;另外,对风和海流的模拟也同样的复杂。数值模型求解描述大气、海洋和陆地表面的方程,以预测未来的天气和气候。各模式分量之间的相互作用,如大气和海洋之间的热交换,在驱动海洋和大气环流方面发挥着重要作用。

飓风的动力来自海洋的热量和湿气。海流和波浪会改变风的切应力和表面粗糙度,而他们又是计算海气热量和动量通量的关键变量。通过使用高分辨率、三向耦合的海洋-波浪-大气模拟系统,确定耦合海流、波浪和风应力在减少模拟墨西哥湾流海-气通量中模式偏差的作用。

很好的理解海流-波浪-应力耦合过程可用于提高飓风强度和气候预报的准确性,以及更好地在数值模型中使用卫星观测。另外,数据显示,海流的观测是重要的,它对模型会产生重大影响。

(郭亚茹 编译,於维樱 审校)

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