由于现有研究对大气状态与地表及对流系统之间耦合机制理解不足，导致无法准确预测极端干旱或强降水事件。为了降低干旱和强降水预测的不确定性，理解大气状态与地表及对流系统之间的耦合关系以及地表状态影响对流系统的内在机制至关重要。
为此，中国科学院青藏高原研究所地气作用与气候效应团队通过一系列数值模拟，研究了青藏高原及喜马拉雅山南部平原地表能量分配对降水和对流的影响，重点关注了边界层和云微物理过程。研究发现，地表能量分配的变化可引发对流降水的直接和间接反馈，且地表能量分配控制着总地表能量对降水的贡献。这不仅体现在对降水空间分布、强度和类型的影响上，还体现在对云形成时间和高度的影响上。该研究还探讨了特定微物理过程在降雨产生和消散中的作用。研究发现：与冷云降雨相关的微物理过程受地表能量分配的影响更为显著，且呈现负反馈。冷云过程比例越高，负反馈越明显。这种耦合状态特征不受区域限制，具有普遍性。
该研究成果近期以“Surface energy distribution over the Tibetan Plateau and Southern Plain: Impact on convection development in dual coupling regime classification”为题发表于《Atmospheric Research》。我所地气作用与气候效应团队马耀明研究员为通讯作者，我所与兰州大学联培的博士生杨晨义为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（42230610、U2442213）和第二次青藏高原科学考察与研究（STEP）（2019QZKK0103）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107906
图1. 两个案例的累积降水量的SAL图。这些分量偏离零越远意味着扰动实验与控制试验的偏差就越大。
图2 两个案例在高原（区域1）和低地（区域2）的雨水收支和贡献百分比。红线表示通过从来源中减去汇入而获得的最终收支。
图3. 冷雨与暖雨的比率（蓝线）以及扰动实验相对于控制试验的比率相对偏差（红线）
