复杂地形对大气运动的拖曳效应，是影响天气与气候模拟准确性的关键因素之一。传统数值模型中对地形各向异性的简化处理，限制了其在山区风场模拟中的表现。如何更真实地表征地形对大气流动的方向依赖性，成为提升模式性能的重要挑战。

近日，中科院大气物理研究所地球系统数值模拟和应用全国重点实验室田雨航博士、谢正辉研究员及其合作者，在Weather Research and Forecast（WRF）模型中实现了考虑地形各向异性拖曳方案（AFD）的耦合与优化。该方案能够连续计算任意风向下的地形参数，克服了传统八方向方案（8X）在风向变化时出现的参数“跳跃”问题。研究团队以青藏高原及周边区域为研究对象，开展了数值模拟试验验证了新方案对模拟结果的改进并进行了机制分析。

结果表明，AFD方案改善了高原及其北部地区平流层西风急流的模拟效果，其中高原北方区域的平流层纬向风的均方根误差降低10–20%；AFD方案通过更合理地刻画地形参数，调整了重力波拖曳的动量通量及其破碎高度，从而影响高层风场结构；该研究凸显了考虑地形各向异性拖曳参数化方案在提升区域环流模拟方面的重要价值，为复杂地形区高精度天气气候建模提供了新的技术支撑。

此项研究已经发表于《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。

引用文献:

Tian, Y., Xie, Z., Xie, J., Jia, B., Qin, P., Li, R., et al. (2025). Implementation of the newly developed orographic drag scheme in the weather research and forecast model. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130, e2025JD044517. https://doi.org/10.1029/2025JD044517

图1 WRF模式框架下考虑地形各向异性拖曳方案耦合示意图、部分模式验证结果以及平流层拖曳力变化的时空分布情况。