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标题：基于INM RAS地球系统模型的季节性预测研究：2024年6月东南欧及东地中海温度异常的可预测性
作者及机构
研究由俄罗斯科学院数值数学研究所（Marchuk Institute of Numerical Mathematics of the RAS）与俄罗斯水文气象研究中心（Hydrometeorological Research Center of Russia）的团队合作完成，主要作者包括：
- Vasilisa Bragina（第一作者）
- Pavel Vargin
- Evgeny Volodin
- Maria Tarasevich
- Valentina Khan
- Ksenia Sumerova
研究以论文形式提交至期刊 *Atmospheric Research*（投稿编号：atmosres-d-25-01511），属“极端天气（Severe Weather）”类别，预计发表于2024年后。
学术背景
研究领域与动机
本研究聚焦于气候模拟与季节性预测，具体探讨2024年6月东南欧及东地中海地区极端高温事件的成因与可预测性。热浪（Heat Wave）是近年全球气候变化下的重要威胁，其预测对公共健康、农业及能源管理至关重要。然而，现有模型对热浪的起始时间、位置及强度的预测仍存在挑战。
科学问题
- 2024年6月东地中海热浪的关键驱动机制是什么？
- 俄罗斯INM RAS地球系统模型（INMCM6m）对此次事件的预测效能如何？
- 热浪是否通过经向输送（Meridional Transport）影响其他区域（如俄罗斯欧洲部分）？
研究流程与方法
1. 数据来源与模型配置
- 数据：使用NCEP/NCAR再分析数据（1991–2020气候基准）、ERA5再分析数据及SODA3.4.2海洋数据集。
- 模型：INMCM6m地球系统模型，大气模块分辨率为1.25°×1°（经纬度），包含73个垂直层，海洋模块分辨率为0.5°×0.25°。
- 实验设计：
- 主实验（Series 1）：使用2024年5月22日和4月22日初始化的季节性预测集合（各20个成员）。
- 对比实验：通过设置不同初始条件（如海洋、土壤湿度为气候态）分离驱动因子（Series 2–6）。
2. 关键分析步骤
- 温度异常模拟：对比模型预测与再分析数据中850 hPa温度（T850）异常的空间分布与强度。
- 机制验证：
- 土壤湿度作用：通过关闭土壤湿度异常初始化（Series 4），验证其对热浪的贡献。
- 经向输送分析：计算东地中海至俄罗斯欧洲部分的空气团输送路径及相关性（如萨马拉与瑟克特夫卡尔站的温度异常相关系数达0.74）。
- 统计指标：使用空间异常相关系数（ACC）、均方根误差（RMSE）及概率评分（ROC）评估预测技能。
3. 创新方法
- 多初始化集合：通过扰动初始温度场（±0.1 K）生成集合成员，提升预测可靠性。
主要结果
- 预测效能
- INMCM6m成功预测了东地中海的正温度异常，但中心位置偏北且强度低估50%（模型：2.5–3°C vs 再分析：6°C）。
- 5月22日初始化的预测优于4月22日（ACC: 0.47 vs 0.22），表明缩短提前期可提升准确性。
- 热浪机制
- 土壤湿度是关键：对比实验显示，初始土壤湿度设为气候态（Series 4）导致预测ACC降至-0.27，而海洋影响较小（Series 2–3的ACC仅下降0.1–0.15）。
- 蒸发冷却减弱：前冬春季土壤湿度积累不足（如土耳其地区植物蒸腾比气候态低30%），减少地表潜热释放，加剧低层大气增温。
- 区域影响
- 经向输送：热浪区的暖空气沿西部边缘向北输送，导致伏尔加河流域及俄罗斯东北部出现次生温度异常（+5°C）。
结论与价值
- 科学意义
- 首次评估INMCM6m对次季节尺度气象过程的预测能力，证实土壤湿度是东地中海热浪的主导因子，补充了类似2003年欧洲热浪与2010年俄罗斯热浪的机制研究。
- 提出经向输送对远距离温度异常的调制作用，为跨区域气候关联提供新证据。
- 应用价值
- 改进季节性预测中土壤湿度初始化的优先级，可提升热浪预警准确性。
- 结果为全球变暖背景下地中海地区热浪频发趋势的应对策略提供依据。
研究亮点
- 多实验验证：通过6组对比实验（Series 1–6）精准量化土壤湿度与海洋的贡献差异。
- 跨尺度分析：结合季节性预测（月尺度）与日再分析数据，揭示热浪的动力-热力耦合机制。
- 模型改进：INMCM6m的高分辨率（1.25°×1°）与改进的物理参数化（如云微物理、边界层）提升了模拟精度。
**其他