再分析与高分辨率模式均未能捕捉 CAPE 分布的“高尾”
大气与海洋物理
2021-10-27 v1
摘要
对流可用位能（CAPE）在气候建模中备受关注，因其在灾害性天气及模式构建中均起作用。极端 CAPE 水平（ 2000 J/kg）与高影响天气事件相关，且 CAPE 被广泛用于对流参数化以助确定对流强度与时机。然而，迄今尚无研究在气候学背景下系统评估模式中的 CAPE 偏差，且评估规模足以刻画 CAPE 分布的高尾。本工作比较了来自四个源的超过 200,000 个夏季邻近探空中的 CAPE 分布：观测无线电探空网络（IGRA）、0.125 度再分析（ERA-Interim 与 ERA5），以及由 ERA-Interim 驱动的 4 km 允许对流的 WRF 区域模拟。再分析与模式均一致显示 CAPE 分布过窄，其高尾（> 百分位）在地基 CAPE 中系统性偏低达 10%，在最不稳定层偏低达 20%。这一“缺失的尾部”对应于最具影响相关的条件。所有数据集中的 CAPE 偏差由地表温度与湿度偏差驱动：再分析与模式对极端高温与高湿的观测情形欠采样。这些结果表明，降低陆面与边界层模式的不准确性对于准确再现 CAPE 至关重要。
引用
@article{arxiv.2012.13383,
title = {Reanalyses and a high-resolution model fail to capture the `high tail' of CAPE distributions},
author = {Ziwei Wang and James A. Franke and Zhenqi Luo and Elisabeth J. Moyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.13383},
year = {2021}
}
备注
Submitted to AMS Journal of Climate (15 December 2020)