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文丨铜锣湾方言史家
编辑丨铜锣湾方言史家
前言
图尔卡纳低空急流对于肯尼亚北部和东非的气候条件很重要，因为与图尔卡纳航道的相互作用受到分辨率的影响，并以不同的方式影响区域气候在气候中的表征。
急流影响降雨形成并增强水分异常
将CMIP模拟中的特征与ERA5中的特征进行比较表明，气候风速与喷口入口处重新分析的风速相匹配，但风速和垂直切变幅度低于图尔卡纳海峡内的风速和垂直切变幅度。最慢的风有平坦的图尔卡纳河道，并且无法在东经处表现出地形收缩，否则有助于加速风形成喷流核心。
通道变窄从而在通道中形成阻挡壁，迫使垂直上升和混合并减弱剪切力。当急流较弱时，这种向上运动的增强促进了降雨的形成并增强了出口处的湿度异常。新降尺度指数的应用表明需要改进CMIP6中的地形细节，特别是分辨率粗于15的地形细节，以便正确模拟和观测东非西北部的降雨。
肯尼亚北部低空急流的存在对该地区具有巨大的社会经济潜力，也是湿气从印度洋西部输送到东非西北部一些内陆地区的重要机制。这种快速移动的气流被称为图尔卡纳低空喷气式飞机，在该地区着陆和起飞时经常遇到湍流的飞行员都认识到这种气流。
这种理解得益于基努西亚实地活动期间的短暂实地考察，其中偶尔会在深夜和清晨发射试点气，相关风速最强，在30-50m/s范围内。它在通道中分裂成两个分支，并在通道中部合并形成射流核心。
1月至12月的平均风速范围为10-13m/s，最高可达850mb。先前的风速与东非部分地区观测到的干旱有关，因为稳定的大气条件与低空急流的大规模动态相关，而低空急流的动态对于代表肯尼亚北部的降雨量非常重要。
东非年降雨量不足的原因
东非位于湿润的赤道地带，是一个总体干燥的地区。该地区位于非洲之角尖端、靠近埃及边境，处于极度干旱状态，年降雨量不足150毫米。这是从毗邻的中东和撒哈拉沙漠延伸出来的明显的沙漠状况。的。年降雨量不足400毫米的广大地区从埃塞俄比亚东部经肯尼亚西北部一直延伸到图尔卡纳湖。
极端干旱事件很常见，并且由于降雨变化模式被破坏而加剧，仅在1975年至2018年间的过去七年中，干旱事件的数量就显着增加，而过去30年仅发生了7起干旱事件。2015年和2016年埃塞俄比亚大部分地区的干旱与厄尔尼诺现象有关，2016年和2017年大角地区的干旱与拉尼娜现象有关。
厄尔尼诺现象和厄尔尼诺莫多基现象与三月至五月季节南半降雨量减少和东非北部地区降雨量增加有关。典型的厄尔尼诺现象和印度洋偶极子正值与东非大范围降雨量增加有关。随着沃克细胞的增强，这些干扰变得更加频繁，并且尽管沃克细胞中表现出不同的偏差。
干旱影响日益加大，人们对气候信息的兴趣日益浓厚，这些信息可以为灾害风险管理提供信息，并提高人们对极端气候的抵御能力。添加上一代气候和改进的数据集可以更好地了解干旱及其与区域地形和风流相关的影响。
湿空气从刚果盆地向干旱地区的南北平流在东非高地受到阻碍，对流层低层的辐散与对流层中层的沉降相匹配是干旱次区域的特征。大规模发散是相关的，因为快速移动的风会因伯努利效应而导致压力下降，并与通道内的地形相互作用，导致摩擦发散。
低层大气辐射发生的特征
低层大气的辐散导致形成稳定的大气条件，导致图尔卡纳海峡及其侧翼形成浅层潮湿层和干燥气候。它还输送水分，促进南苏丹西部降雨的形成和埃塞俄比亚急流的退出，并改变南苏丹北部夏季的降雨条件。其强度与ENSO系统相关，导致东非10月至12月降雨。
发现社区大气正确模拟印度恒河平原低空急流的能力具有很好的代表性，与按照ERA5和MERRA2重新分析的方式进行的几次气候模拟相比，国家大气中心的网格分辨率特征类似的季节性模式，1月至5月的值比CMIP5中一年中剩余月份的值更具可比性。
它在东非的两个主要降雨季节期间很强，但其强烈的异常现象伴随着受其影响的地区的干燥条件。水平分辨率超过60公里的CMIP5无法复制相关的干燥异常，因为需要更精细的网格长度来准确建模及其与东非气候的相互作用。采用这种表示方式的原因包括对该地区气流的影响以及这如何影响该地区的天气，此前在最新一代Global中尚未模拟过。
图尔卡纳海峡沿线的强度、结构和位置的表示可能会影响模拟降雨，缺乏观测数据集给这些特征的模拟带来了一定程度的不确定性。
低空急流利用最近可用的高空间分辨率CMIP6和ERA5，有机会加深对急流特征及其对降雨影响的了解。虽然建筑开发是一个持续的过程，更好的产品不断出现，但仍然需要了解不确定性并建立信心。
连接降雨建模应用程序的关键特征
该地区降雨主要特征的表现为开发过程和使用提供了信息。目前的工作将不同气候模型中气候特征的分辨率和地形表示与这些差异联系起来，并使用描述的大气和再分析数据集模拟与这些差异相关的降雨，以及定位和量化急流关键特征的方法。
CMIP6中的模拟与地形和降雨量的分析利用了世界气候计划历史大气比对项目，这是CMIP6的四个基线实验之一。
历史AMIP运行的分辨率有所不同，因为它们假设历史海面温度输入到实验中，这可能会减少与海面温度反馈相关的不确定性，并允许在输出数据振荡期间进行大气重新分析以匹配，但分析是在本地执行的网格以保留原始信息。
该基准利用欧洲中期天气预报中心再分析版本5(ERA5)的最新再分析数据集，相关的气候风速与今年上半年使用再分析数据集和MERRA2中发现的数据集发现的结构非常匹配。几个月后就更强了。
ERA5的气候风速具有可比性，尽管低于Kinusia单年实地观测中偶尔记录的31m/s。这种差异是由于水平分辨率为025的再分析中未解决的较小规模地形特征造成的。
季节周期的模式变化
季节循环法检测阈值狭窄指数和降水指数的空间结构。季节周期代表了在气候学中表达为风速值的核心范围的物理特征。空间结构由图尔卡纳海峡剖面的风廓线决定。出口与风速低于5m/s的点重合。图尔卡纳海峡中部风速加快，尤其是10月至5月季节。喷气核心喷气入口标志着风进入图尔卡纳海峡的点。
季节周期的另一个方面是方向的变化。这是通过评估东非的盛行风向来确定的。一年中头顶太阳在风向上从南向北的明显变化掩盖了平均风速小于5m/s的情况，并在重新分析中确定了水平范围，并将总体范围计算为261个标准差左右每个月的总体平均值。
由此产生的风矢量提供了一张关键图，显示了图尔卡纳海峡内大部分CMIP6轴线内的重新排列和相对高速的风，图尔卡纳海峡内的峰值风速为925和700mb。约13m/s。
当中核结构与数据集中的结构匹配时，确定出现阈值。搜索标准适用于35年平均JJAS季节期间37E和3N的风速，以确定强且形状良好的阈值，在范围内搜索850mb级别的最大风阈值以及范围内的风切变阈值。
切变被认为是在850mb以上的任何级别上发现的最大风速和最小风速之间的差异。在达到500mb级别之前进行搜索，JJAS期间最大风速和切变的阈值是大多数人的阈值，尤其是那些解析率高且具有良好形成的图尔卡纳通道来维持其图像的阈值。
当所应用的阈值不如ERA数据集所应用的阈值严格时，人们发现这些方法过于严格，无法捕获图尔卡纳海峡沿海风的约束。其在CMIP6中增强的狭窄指数与地形相关。这被估计为通道横截面积的平均变化。
恒定高度急流的影响程度
获得恒定高度与沿经度的表面之间的曲线下的面积。横截面区域沿东经33至东经42，以南纬2和北纬9为界。计算沿每个经度的横截面积。收缩指数总结了图尔卡纳海峡中部向收缩方向缩小的一致性，以及气团在不被阻挡和加速形成强大核心的情况下流过该海峡的相对容易程度。
针对CMIP6气候相关降水，计算了CMIP6急流对降水指数和东非气候相关降水指数的影响。该指数是每个网格框中发生降雨和未发生降雨的复合平均值。确定JJAS季节期间核心风速何时达到检测阈值可将这些事件与35年的分析隔离开来。
这个季节与出口地区的湿度较高相匹配，因为这是东非西北部地区的主要雨季。显示了图尔卡纳海峡中部某个点的平均风速，全年保持相对较高的风速，平均值在10至13m之间。/s。
MERRA2强调3月存在峰值，9月存在更高峰值。ERA5中也显示了这一点，并且与7月的低点相符，旺季和淡季相似，尽管彼此有所偏差。虽然9月的强度相似，但三个数据集中MERRA2在3月较强，JRA-55在4月至10月最弱。
类似地，最大值和最小值之间存在大约2m/s的范围，并且具有峰值和较低幅度。不同CMIP6之间的大部分变化出现在5月至10月期间。个人价值观相对于整体也存在着微小的差异。大多数都是一致的。尽管存在这种一致性，但与再分析数据相比，它们显示出相对较小的差异。较低的值。
4月至9月期间平均风速显着降低，且值特别低。虽然有人建议可以用不同季节周期的相似、较弱的分辨率来确定性地表示分辨率，但这项工作探讨了这些差异的可能驱动因素。
结论
一年内的四个数据集进一步表征了低于风矢量的屏蔽风速。选择压力水平是因为它是风流过地形而不受地形障碍物阻碍的最低水平。再分析中的平均风矢量和2个选定的CMIP6的风，高风速全年仅限于肯尼亚图尔卡纳海峡内的风向。
与其他月份的北风携带更多水分相比，北方夏季的南风为该地区带来更多水分。分析表明，由于这一时期的水汽通量较高，入口处的高风速不会像HadGEM风一样延伸到图尔卡纳海峡中部。
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