被誉为“世界屋脊”的青藏高原海拔高、地形陡峭、自然环境恶劣。常规观测手段的局限性和不确定性凸显出模式模拟在获得青藏高原更全面的气象信息方面的重要性。然而，许多研究表明，全球气候模式在青藏高原的模拟存在很大偏差。为了获取更精细和更具代表性的数据集，动力降尺度（获取目标区域高分辨率气候信息的一种重要方式）走进了人们视野。

受青藏高原地表复杂性的影响，青藏高原的动力降尺度研究一直是气候模拟的难点。高艳红教授团队专注于青藏高原动力降尺度模拟（大约1/4度的空间分辨率）工作约10年时间。他们进行了从1979年到2011年为期33年的连续模拟，得到了长期气候和环境的变化。研究表明，相比百公里尺度，使用1/4度空间分辨率更准确地模拟了观察到的海拔变暖特征，并更好地再现了青藏高原西部腹地和东南部边缘降水减去蒸发变化的差异。此外，1/4度对蒸发量和风速的模拟也有一定程度的提高（图1）。

图1 青藏高原动力降尺度示意图

随着超算能力的提升，公里尺度分辨率模拟成为可能。与1/4度相比，公里尺度的动力降尺度能够解决某些次网格的对流过程，更准确地描述下边界的影响（如显式解析深对流过程，不需要深对流参数化方案，从而避免了相关的不确定性）。

在公里尺度的动力降尺度研究领域中，高艳红课题组开展了一系列的工作。(1) 他们发现在有观测资料的海拔范围内，公里尺度的模拟结果与1/4度差别不大。但是，在5000米以上缺乏观测资料的高海拔地区，二者存在明显的差异。(2) 基于多种来源的数据集，对高海拔地区公里尺度和1/4度的积雪覆盖度模拟效果进行了评估：认为公里尺度的模拟优于1/4度，而两者都更准确地再现了积雪覆盖度随海拔的分布特征，并且概率密度分布函数更接近参考数据。(3) 揭示了公里尺度模拟对降水日变化的改进机理：公里尺度模拟的湿对流不稳定度的正偏差小于1/4度，使得对流触发的时间和强度与观测更符合，因此能够比以往1/4度的动力降尺度研究更准确地模拟降水的昼夜循环特征。

总之，动力降尺度是获得高分辨率网格化气候信息的有效途径。它可以为研究青藏高原的气候和环境变化及其对全球变化的反应提供坚实的支持。伴随着水平分辨率的提升和深对流过程的显式解析，公里尺度模拟在对流触发时间和水汽传输方面表现出一定的增值效果，将气候动力降尺度带入一个新的阶段。

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中文版：高艳红, 许建伟, 张萌, 刘朝阳, 但婧瑜. 2022. 青藏高原气候动力降尺度——从1/4度到公里尺度. 中国科学: 地球科学, 52(12): 2342–2352