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科研进展

李倩等-SB:?青藏高原异常暖春导致中国2024年6月强降雨

2024年6月,中国南方遭遇了持续强降雨,造成严重社会经济影响,受到广泛关注。全球能量和水循环(GEWEX) 组织的“初始化地表温度及积雪对次季节-季节预测的影响(LS4P)”国际项目的研究初步发现,春季青藏高原地面温度偏高/低时,中国南方夏季很可能遭遇洪涝/干旱。受此启发,研究人员分析了青藏高原春季的地面温度,发现2024年5月高原地面温度创下自1980年以来最热的春季纪录。因此,2024年青藏高原春季异常偏暖很有可能导致南方强降雨。

针对这次强降雨事件,玩球体育|(官方)在线官网(IAP/CAS)李倩副研究员(CMSR)和孔祥慧副研究员采用美国国家环境研究中心(NCEP)和UCLA研发的地球系统模式(ESM),开展了预测试验,并对结果进行了初步分析。由于ESM模拟不出青藏高原5月的异常偏暖和南方6月的强降雨,存在明显的冷偏差和干偏差。于是研究人员采纳LS4P的新方法,优化了青藏高原土壤温度初始场。改进初始场的ESM模拟出高原5月的异常偏暖后,成功预测了南方强降水异常的~55%,并通过了区域显著性检验(图1)。该研究也评估了全球海表面温度异常的影响。结果表明,2024年5月和6月全球海温异常不显著,对降水异常贡献约为17%。

综上所述,2024年青藏高原异常暖春是6月中国南方持续强降雨的主要成因(图2)。此项成果以玩球体育|(官方)在线官网李倩副研究员为第一作者,加州大学洛杉矶分校Xue Yongkang教授为通讯作者在《Science Bulletin》上发表。

世界气象组织指出,长期以来春末和初夏的次季节—季节(S2S)旱涝预测精度一直很低。同时指出,陆面的初始场优化有可能显著提升S2S预测能力。自20世纪70年代以来,地表反照率、土壤湿度、积雪和植被等已被广泛用于气候和天气预测,但在GEWEX/LS4P之前,陆面温度对气候的预测作用被明显低估了。LS4P的研究证明高原/高海拔地区的地表温度异常在S2S预测中发挥了关键作用。GEWEX联合主席曾旭斌教授高度评价了这项研究对S2S预测的重大贡献。法国气象局的Aaron Boone博士指出,这项工作开辟了S2S预测业务的新途径。

尽管科学界还未充分认可高海拔地区的陆面温度对S2S预测的重要作用,但这项研究在短时间内对此事件给出了科学的解释,突显了LS4P创新方法广泛应用的潜力。希望通过这项工作,提高公众对LS4P科学家取得的最新进展的认识,并激发科研人员深入开展极端气候水文事件的研究。

图1 观测和模拟的2米气温(T-2 m,°C)和降水(mm/d)异常 (a)观测的2024年5月2米气温(T-2 m)异常; (b) 青藏高原地表温度初始场优化后,ESM模拟的2024年5月2米气温异常;(c) 观测的2024年6月降水异常(mm/d);(d) 青藏高原地表温度初始场优化后,ESM模拟的2024年6月降水异常(mm/d)。图中的打点区域表示通过了区域显著性检验(P<0.1);灰色粗体的实线为海拔高度4000米的等高线,图示了青藏高原的大致地理位置;(a)和(b)中的数字为青藏高原地表温度的平均值;(c)和(d) 中的数字为图中红框区域降水的平均值。

图2 青藏高原异常暖春对中国南方2024年6月强降雨影响的物理过程示意图. 由薛永康教授、刘家铭教授和曹之炯等人绘制

论文信息:

Li Qian, Xue Yongkang, Kong?Xianghui,?William K-M.?Lau,?Wang Aihui,?Li Qiaoping,?Cao Zhijiong,?Hara?Nayak,?Xu Guoqiang,?Guo Weidong,?Ratko?Vasic. Excessive Tibetan Plateau spring warming found to cause catastrophic June 2024 heavy rainfall in China. Science Bulletin, 2025, 70,?https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.01.011

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