近日,地学中心博士生姚遥在《地球科学模式发展》(Geoscientific Model Development简称:GMD)杂志发表题为“通过耦合复杂热力学海冰模式HIGHTSI改进WRF模式对海冰表面的模拟”(Improving the WRF model's (version 3.6.1) simulation over sea ice surface through coupling with a complex thermodynamic sea ice model (HIGHTSI))的研究论文。
海冰在目前的区域模式中通常被简化处理,如WRF模式中的Noah海冰模块,由于对积雪过程的描述不足和缺少海冰热力学生长和消融过程,存在着海冰内部能量不守恒的问题。基于北冰洋表面热收支试验(SHEBA)作为验证观测,发现Noah海冰对海冰温度的低估在冬季可超过10℃。敏感性试验表明这种偏差主要来源于上述能量不守恒问题。复杂的热力学海冰模式HIGHTSI,可以更好地处理海冰内部的能量平衡,这显著减小了模拟海冰温度的偏差。WRF模式在耦合HIGHTSI之后,可以更好地模拟海冰表面温度和辐射通量,地表温度、2米高度气温和表面向上长波辐射的偏差分别减小了6℃、5℃和20W/m2。

图为海冰温度的模拟:a)、c)为Noah和HIGHTSI的模拟,e)为观测,b)、d)分别为Noah和HIGHTSI相对SHEBA观测的偏差,f)为Noah和HIGHTSI绝对偏差之差,g)、h)分别为Noah在给定了观测积雪厚度和观测的表面温度时模拟结果与观测间的偏差。

图为姚遥与导师罗勇教授合影。
GMD杂志是地球系统模式发展方向的顶级期刊之一,2015年影响因子3.65,5年影响因子5.21。