中国南方夏季极端降水（extreme rainfall over southern China, SCER）的发生与北半球夏季大气季节内振荡（Boreal Summer Intraseasonal Oscillation, BSISO）活动有着紧密关联。次季节至季节预测计划（S2S）动力业务模式在多大程度上能够预测SCER？模式对于BSISO的预测技巧是否直接与SCER的预测技巧相关联？影响SCER的次季节预测技巧的因子又有哪些？这是有待解决的科学问题。对于这些问题的回答有利于进一步改进S2S业务模式，从而提升极端降水的次季节预测（延伸期预报）能力，服务防灾减灾。
本研究从确定性和概率性两方面系统评估了欧洲中期天气预报中心（ECMWF）和中国气象局（CMA）两个S2S业务模式对于BSISO模态、SCER发生概率以及BSISO对SCER发生概率调控的捕捉能力，得到以下主要创新结论：1）ECMWF和CMA模式可以分别提前24天和10天准确预测30-60天周期的BSISO（BSISO1）指数，而对SCER发生概率能够分别提前14和7天有效预测，BSISO1的预测技巧直接与SCER发生概率的预测技巧线性相关（如图1所示）；2）BSISO1引起的水汽辐合（水汽平流）异常是影响SCER发生概率次季节预测技巧的首要（次要）因子。当模式能够更好预测BSISO1特定位相下水汽辐合异常时，SCER发生概率的预测技巧会线性增加（图2），但水汽平流会发挥“木桶定律”（Cannikin Law），其低预测技巧直接导致该位相下SCER发生概率的低预测技巧（图2中对比位相4和位相2-3的技巧）；3）进一步改进S2S模式预测BSISO及其相关水汽过程的能力对于提高SCER发生概率的次季节预测技巧至关重要。
该成果受到国家自然科学基金“气候系统预测研究中心”项目（42088101）和国家重点研发计划“30-90天气候变异信号和影响预测能力的多模式评估”课题（2018YFC1505905）共同资助，目前已在线发表于《Climate Dynamics》。
论文信息：
Wu J., Li J.*, Zhu Z., Hsu PC. 2022: Factors determining the subseasonal prediction skill of summer extreme rainfall over southern China. Clim Dyn. https://doi.org/10.1007/s00382-022-06326-w
S2S预测延伸阅读：
Zhang K., Li J.*, Zhu Z., Li T. 2021: Implications from subseasonal prediction skills of the prolonged heavy snow event over southern China in early 2008. Adv. Atmos. Sci., 38(11), 1873-1888. doi: 10.1007/s00376-021-0402-x
图1. 左：1998–2012年5–10月ECMWF（蓝色）和CMA（红色）模式集合均值预报的亚洲季风区BSISO1指数的实际预报技巧（ACC；实线）技巧评分随预报提前时间的变化；其中点划线和点线分别表示基于完美振幅（ACCp）和完美位相（ACCa）假设的潜在可预报性。中：ECMWF（蓝色）和CMA（红色）模式的单个成员（虚线）和集合均值（实线）对南方区域平均极端降水事件预报的Heidke技巧（HSS）评分随预报提前时间（日）的变化。右：BSISO和SCER的HSS预测评分的散点图，蓝色（ECMWF，308次预测）和橙色（CMA，120次预测）圆点的线性拟合线分别用深蓝色和深红色表示。
图2. 上：BSISO1第2、3、4位相下模式所有集合成员对南方区域的极端降水概率百分比变化（y轴）和西北太平洋整层积分水汽散度（x轴）的PCC技巧评分的散点图。下：同上但x轴为整层积分水汽平流的PCC。蓝色（ECMWF，308次预测）和橙色（CMA，120次预测）圆点的线性拟合线分别用深蓝色和深红色表示。图中给出了相关系数R以及相关p值。