中尺度对流系统（MCS）是组织化的深对流系统，在热带和中纬度地区频发。在东亚夏季，MCS与季风相耦合，其生成与活动既受到季风的调节，又可以通过加速能量循环，提高对质量、水汽和能量的输送效率，对季风的爆发和降水起到重要作用。受限于模式的分辨率和积云对流参数化方案的不确定性，传统的对流参数化模式（CParM）一直以来难以准确模拟MCS。近年来，对流可分辨模式（CPM）得到了蓬勃发展，为大规模、长时间地显示模拟深对流和MCSs提供了平台。但在东亚地区，CPM模拟MCS相对于传统模式有哪些优势还有待细致研究。不仅如此，在深对流参数化的“灰区”（1-9 km）尺度下，模式分辨率对东亚MCSs模拟的影响待进一步研究。

　　为此，中国科学院大气物理研究所的研究人员利用 ICOsahedral Nonhydrostatic（ICON）模式对东亚地区开展了不同分辨率的CPM和传统对流参数化模拟，并结合MCS自动化追踪算法从卫星、ERA5和数值试验中追踪出五套MCS数据。研究发现：1）CPM在模拟MCS 数量、生命周期、几何和降水特征方面优于传统的对流参数化模拟，而在模拟移动特征方面没有明显优势。2）8 km分辨率的CPM可以抓住MCS的基本特征；当分辨率进一步提升到4 km时，MCS的生命周期、几何特征以及对流和层云降水率、降水面积大小、降水通量及其演变等多方面特征的模拟均获得了不同程度的改进。不仅如此，该研究还对“CPM模拟MCS对流降水过强和层云降水过弱”这一普遍问题进行了探讨，指出其与模式分辨率较粗无法做到真正“解析”深对流有关，导致对流上升气流偏深、偏宽，因而MCS内的平均垂直速度和对流偏强（图1）。

　　本文作者为大气所博士生丁天、郭准副研究员（通讯作者）、邹立维研究员和周天军研究员。

　　该研究受王宽诚教育基金会（GJTD-2019-05）、国家自然科学基金（42175164、42275182）和大气所十四五基本科研业务青年项目和的共同资助，以及国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”支撑。

　　参考文献：Ding, T., Guo, Z.*, Zou, L., & Zhou, T. (2023). Impact of convection-permitting and model resolution on the simulation of Mesoscale Convective System properties over East Asia. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD039395. https://doi.org/10.1029/2023JD039395

图1观测、CPM、ERA5和CParM中MCS差异的机制图。沿时间轴，显示了初始、成熟和消散的三个阶段。橙色箭头表示暖湿的上升气流，紫色箭头表示冷下沉气流。蓝色水滴表示降水区域以及降水强度。平面上的阴影代表表面降水率。