长江中下游地区水网交织、湖荡密布,是我国短时强降水和洪涝灾害的高发区域。现有暴雨研究多侧重于大尺度环流及中尺度对流系统异常特征,对复杂下垫面的作用缺少系统性认知,这也加大了短时强降水预报偏差溯源的难度,给防灾决策服务带来不确定性。
近日,我系高艳红教授团队围绕河网、湖泊下垫面对小时极端降水的影响,从统计分析、数值模拟、机理阐释、模式优化四个维度开展系统性研究,取得系列认识:一是多年观测统计显示,长江中下游区域性小时极端降水集中发生在长江干流沿线、毗邻湖区及城镇区域;二是选取2024年梅雨期洪湖周边一次业务模式漏报的极端暴雨个例,厘清常规模拟方案漏报根源—外部嵌套区域对流参数化方案会过早释放对流有效位能,证实单层嵌套对流允许尺度模拟能够更好复现本次暴雨过程;三是机理分析发现,即便在梅雨期这类强天气系统控制下,研究区域的局地内循环降水率仍可达5-10%;四是基于浮标观测优化湖表温度处理方案,能够进一步降低降水模拟误差。
该研究表明,即使在梅雨锋这类强天气背景下,陆面过程的影响依然不可忽视。精细刻画长江中下游复杂下垫面及其物理过程,能够为梅雨期短时强降水的演变模拟提供更可靠的下边界条件,改善小时极端降水模拟的精细度和精准度。
研究成果对于提升长江中下游复杂下垫面区域小时极端降水预报能力、支撑防汛减灾决策,以及深化极端降水过程陆气耦合机制的科学认知,具有重要指导价值。相关成果于2026年10月发表于《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》,硕士研究生高涵为第一作者,高艳红教授为通讯作者,合作单位包括中国气象局武汉暴雨研究所、鄂州市气象局。
论文信息:Gao, H., Gao, Y., Wang, X., Wang, G., Wang, J., Ye, M., et al. (2026). Convection-permitting simulations of extreme hourly rainfall and land-surface impacts in the middle-lower Yangtze River Basin. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 131, e2026JD046797. https://doi.org/10.1029/2026JD046797

图1 区域平均(a)蒸发量与可降水量时间序列,(b)追踪降水与降水时间序列,(c)蒸散发占可降水量的比例,(d)内循环降水率的霍夫穆勒图。