第七届青年地学论坛

地形重力波由边界层大气受到下垫面地形扰动产生，在边界层中，水平风场经常随高度变化，即切变基流。在KD05方案的基础上，根据二阶WKB近似理论推导出环境垂直风切对重力波地表动量通量（即波源）的影响（简称WKB修正项），波源的改变能够影响地形重力波的振幅及破碎，进而影响垂直动量传输及其与大尺度环流之间的相互作用。在气候模式中广泛存在南北半球平流层急流位置和强度的模拟偏差问题，现有的参数化方案在计算地形重力波地表动量通量时，假定重力波在定常基流中产生，忽略了边界层大气的垂直风切。针对这一问题，现利用BCC模式开展了1979-2008年的全球大气环流数值模拟，设置两组试验，即不考虑垂直风切的CTL试验以及考虑风切的WKB试验，水平分辨率设置为1.125°，垂直层数95层，向上扩展到中间层（0.01 hPa，约80 km高度）。第1年模拟作为模式的启动时间，对后续29年的南北半球冬季（北半球12月-2月、南半球6月-8月）中高层大气进行分析。研究表明（1）WKB修正因子影响南北半球冬季重力波地表动量通量的分布，且南北半球的修正存在季节性反转（2）重力波地表动量通量的变化导致重力波拖曳垂直分布的变化，通过“downward control”机制影响次级环流，引起气温的变化，由于热成风关系，进而改变中高层大气纬向风，有效减小南北半球冬季平流层急流位置和强度的模拟偏差。
 

地形重力波,高空急流,次级环流