北卡羅來納州達勒姆——通過利用流行的天氣預報模型，杜克大學的環(huán)境工程師已經(jīng)證明，相對較小的土地特征的鮮明對比在當?shù)靥鞖獍l(fā)展中起著巨大的作用，而這反過來又會影響更大的氣候趨勢。該研究表明，添加此類目前在氣候和天氣預報模型中被忽視的詳細數(shù)據(jù)，應(yīng)該會使此類預測更加準確。
結(jié)果于 10 月 27 日在線發(fā)表在模擬地球系統(tǒng)進展雜志(JAMES) 上。
杜克大學土木與環(huán)境工程助理教授納撒尼爾·錢尼 (Nathaniel Chaney) 說：“我們的研究表明，城市旁邊的農(nóng)田或森林旁邊的湖泊等景觀異質(zhì)性會導致更強大的雷暴。”
“使這一點變得重要的是，這些模式發(fā)生的規(guī)模小于我們可以包含在當前全球模型中的規(guī)模，”在 Chaney 實驗室工作的博士后助理、該論文的第一作者 Jason Simon 補充道。
無論是進行長期全球氣候預測還是短期天氣預測，氣候?qū)W家和氣象學家都會求助于少數(shù)全球模型(例如，美國使用全球預報系統(tǒng))。這些模型的局限性之一是它們進行計算的規(guī)模。為了避免數(shù)月的模擬運行時間，這些模型將地球表面分成每邊 10 到 100 公里(62.1 英里)的方格。溫度、風速和濕度等變量在這些盒子的角相交的每個節(jié)點上直接計算，但對它們之間的所有空間進行插值或平均。
“點之間的距離很大，其中有很多模式會自行引起變化，”西蒙說。“這是被遺漏的天氣的整個方面。如果它涉及云，那么它將對全球范圍內(nèi)與氣候變化相關(guān)的能量平衡產(chǎn)生巨大影響。”
在他們的研究中，Chaney 和 Simon 使用了更高分辨率的天氣模型，即天氣和研究預測模型 (WRF)，以了解 100 米空間分辨率下土壤水分的明確變化對云形成的影響。他們在三個夏天的日子里專注于俄克拉荷馬州中北部的一個 100 公里長的盒子，考慮到景觀模式，例如，小湖泊和河流位于森林或被雷暴侵襲的平原旁邊。從特定日期獲取實際地面數(shù)據(jù)確保了他們使用的小尺度特征是真實世界的準確表示。
運行模擬后，結(jié)果表明，這些尺度上景觀的顯著差異會對云的形成產(chǎn)生不成比例的巨大影響。例如，一個較冷、較潮濕的地區(qū)旁邊的較干燥、較熱的地區(qū)——比如平原和城市交匯的地區(qū)——將在干燥和潮濕地區(qū)之間產(chǎn)生表面大氣壓差，從而觸發(fā)大氣中的二次循環(huán)。反過來，這些環(huán)流導致云的形成增強。
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