云南大学地球科学学院云南省高校低纬高原大气环境与边界层过程重点实验室陈兵副教授研究团队用全球变分辨率模式vr-cesm对中国西南地区降水的模拟评估取得重要进展。研究以“exploring a variable-resolution approach for simulating the regional climate in southwest china using vr-cesm”为题，发表于地学领域知名sci期刊atmospheric research (中科院一区top)。云南大学地球科学学院云南省低纬高原大气环境与边界层过程重点实验室作为第一单位，陈兵副教授作为论文的主要撰写者和通讯作者，硕士研究生江晓宇作为第一作者。本研究是陈兵博士主持的国家自然科学基金（no.42065009）的研究内容的一部分。
我国西南地区处于青藏高原下游，地形极为复杂，主要由四川盆地、云贵高原和横断山区三大地貌构成。我国西南地区在该特殊地理环境之下，受印度季风与东亚季风，以及高原环流的共同作用，同时由于区域内部地形变化显著，温度、降水等气候要素具有独特的空间变化特征。近几十年来我国西南地区干旱、洪涝等气象灾害频发，对我国国民经济生产和人民生命财产造成严重的损失，引起了气候变化研究领域的高度关注。气候模式是理解全球和区域气候演变规律并预估气候变化的重要工具。然而以往的气候模式往往分辨率较粗，对我国西南地区的地形的刻画存在较大的误差，造成在我国西南地区模拟存在较大的偏差。提高分辨率是改进气候模式在我国西南地区模拟性能的关键手段。尽管过去几年全球高分辨率气候模式取得了显著的进展，但由于分辨率提高将大大增加气候模式的计算量，全球高分辨率模式至今仍未得到广泛的应用。目前实现区域高分辨率的方式主要为两种：一种是采用区域气候模式进行区域动力降尺度，另一种是利用可变分辨率的全球气候模式，实现特定区域的高分辨率模拟，而在其他区域分辨率较粗。本研究使用的是美国大气科学研究中心（ncar）开发的通用地球系统模式（cesm）变分辨率模式vr-cesm，其相比于区域气候模式，具有广阔的应用前景。
云南大学地球科学学院云南省高校低纬高原大气环境与边界层过程重点实验室陈兵副教授研究团队，联合美国德州农工大学（texas a&m university），中国科学院大气物理研究所等单位，研制了适用于我国西南地区的模式参数化方案，并评估了全球变分辨率模式vr-cesm对我国西南地区降水的模拟能力。同时，将模拟结果与标准版本的cesm（分辨率为~1°）模拟进行对比。结果表明，相比粗分辨率模式（~1°cesm），高分辨率模式（vr-cesm）较好地刻画出了我国西南地区降水的精细分布特征，对降水的空间分布和季节变化的模拟有明显的改进，特别是减少了横断山脉及周边地区降水高估的偏差，且抓住了春季到夏季四川盆地和云贵高原降水的空间变化特征。对于强降水（日降水大于25mm），vr-cesm也较好地模拟出了我国西南地区强降水的发生频次以及空间分布。总体来看，vr-cesm对我国西南地区降水的时空演变及强降水的频次具有良好的模拟能力。该模式可进一步用于理解和认识我国西南地区降水变化规律，并可应用到我国西南地区未来降水变化预估的研究工作。
本研究获得国家自然科学基金项目 （no.42065009和no.42175046）和2022云南省兴滇英才计划项目支持。
文章信息：jiang x., wu c., chen b., et al., 2023: exploring a variable-resolution approach for simulating the regional climate in southwest china using vr-cesm, atmospheric research, 292(2023), 106851, .
figure 1 spatial distribution of annual mean precipitation in swc from december 1, 1980 to november 30, 2013 (33 years in total): (a) station observations (103 stations); (b) cn05.1 gridded data (0.25°×0.25°); (c) era5 (0.25°×0.25°); (d) vr-cesm (~0.125°); (e) cesm (~1°).
figure 2 seasonal variations of precipitation in five subregions (hd: the hengduan mountain region, ys: southern yunnan, yg-w: western yunnan-guizhou plateau, yg-e: eastern yunnan-guizhou plateau, sb: sichuan basin) of swc from december 1, 1980, to november 30, 2013 (unit: mm day-1).
figure 3 frequency distribution (%) of daily precipitation in five subregions of swc from december 1, 1980, to november 30, 2013.
云南省高校低纬高原大气环境与边界层过程重点实验室
