面向极端天气的海洋垂直混合参数化优化:以2024年超强台风“摩羯”与前期海洋热浪为例
编号:86
访问权限:仅限参会人
更新:2026-07-31 21:50:09 浏览:0次
张贴报告
摘要
随着高分辨率数值天气预报的发展,区域高分辨率海气耦合模式已成为提升台风强度和路径可预报性的核心工具。然而,极端海洋背景(如海洋热浪)下的强海气相互作用常突破传统参数化方案的适用范畴。2024年第11号超强台风“摩羯”进入南海北部前,该海域存在一次显著的夏季海洋热浪事件,异常偏高的海洋热含量(OHC)为“摩羯”的快速增强及超强台风强度的维持提供了持续能量,也给模式强度预报带来严峻挑战。本研究基于中国气象局广州热带海洋气象研究所自主研发的中国南海台风模式CMA-TRAMS V3.1、中国科学院大气物理研究所发展的海洋环流模式LICOM 3.0,以及清华大学C-Coupler3耦合器,构建了水平分辨率达3 km的全国产化双向海气耦合模式。结合宝贵的水下滑翔机(Glider)高分辨率现场观测数据以及卫星融合海温产品,深入剖析了“摩羯”过境前后南海北部的上层海洋热力演变过程。滑翔机的连续剖面观测清晰揭示了台风极值风应力对前期海洋热浪异常层结的强力破坏及深层卷吸混合过程,但模式原有的垂直混合参数化方案难以准确刻画这一极端过程。原方案将过多热量异常下传并混合至次表层,导致温跃层梯度被明显平滑,这种偏差不仅造成次表层异常偏暖,更阻碍了海洋热量向大气的有效释放,最终使模拟的台风强度显著偏弱。为此,本研究对LICOM模式中控制垂直混合的关键参数进行了优化调校。结果表明,优化方案不仅有效限制了热量的过度下传,使次表层层结得以逼近观测。同时,修正了原方案上层海洋OHC偏高的问题,较为合理地再现了台风过境期间OHC的快速下降趋势。持续准确的海气热通量交换,最终使模拟的“摩羯”极值风速和中心气压显著向观测实况靠拢。本研究强调,本研究强调,在极端海况下准确刻画海洋次表层层结对提升台风强度预报至关重要。该成果有助于进一步完善高分辨率海气耦合模式的物理过程,为提升复杂海况下的台风预报能力提供科学参考。
关键词
海洋垂直混合参数化方案,超强台风“摩羯”,区域海气耦合模式,水下滑翔机,海洋热浪
稿件作者
姚钰玲
中国气象局广州热带海洋气象研究所
刘春霞
中国气象局广州热带海洋气象研究所
发表评论