气候模式对亚洲夏季风降水的模拟存在系统性偏差,而云微物理过程的准确表征是影响其模拟性能的关键之一。联合地球系统模式(Community Integrated Earth System Model,CIESM)双参数总体云微物理方案将冰晶谱谱形参数假定为0,与实际不符。针对该问题,本研究改进了CIESM模式中冰晶谱离散度的参数化,探究了新方案相较于默认方案对亚洲夏季风及相关区域云降水的模拟及物理机制。结果表明,新方案相较于默认方案显著改进了对亚洲夏季风及相关区域6至9月平均云降水特征的模拟,特别是缓解了默认方案在研究区域模拟总云云量的低估,并减少了默认方案模拟阿拉伯海与西北印度洋总降水的高估以及模拟南亚区域总降水的低估。本研究也阐明了背后的物理机制。在云模拟方面,新方案相较于默认方案通过减弱冰晶向雪的自动转化过程和增强冰晶凝华过程使高云云量增加,通过减弱冰晶向雪自动转化过程和沉降过程使中云云量增加,进一步通过辐射效应增强对流层低层稳定度,促进低云生成,最终使总云云量得到改进。在降水模拟方面,新方案相较于默认方案增强了大气静力稳定度,调整了区域水汽辐合和环流特征,体现在新方案抑制了阿拉伯海与西北印度洋的水汽辐合与上升运动,增强了南亚区域的水汽辐合与上升运动,最终有效减小了默认方案模拟亚洲夏季风及相关区域降水的系统性偏差。本研究为提升气候模式对亚洲夏季风云降水的模拟性能提供了重要的参考依据。
He et al. (Sun,) studied this question.