近日，我部宋宏权教授团队在国际知名期刊《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters，GRL）上发表了题为“Changing Aerodynamic Roughness in WRF Reduces Bias and Improves Accuracy in Near-Surface Wind Simulations”的研究论文。该研究提出了一种考虑空气动力学粗糙度时空动态的近地面风速参数化方案，并成功将该方案应用于区域气候模式，显著提高了近地面风速模拟精度，为风能资源评估、气象预报、沙尘天气预警和空气质量模拟提供了更可靠的技术支撑。

近地面风速直接影响风能资源评估、低空气象保障、沙尘天气预警及大气污染扩散，是连接地表过程与大气环境的重要动力因子。随着相关领域对精细化模拟和精准预报的需求不断增强，如何准确模拟近地面风速已成为地球科学领域的关键问题。空气动力粗糙度是表征地表与大气之间动量交换强弱的关键参数，直接影响近地面风速的分布特征及其模拟精度。然而，受限于现有气候模式对地表空气动力学粗糙度的简化处理，近地面风速模拟普遍存在系统性高估问题。

针对这一问题，宋宏权教授团队联合英国卡迪夫大学（Cardiff University）Adrian Chappell教授，利用卫星反照率反演了时空动态变化的空气动力学粗糙度，并将其成功耦合至WRF区域气候模式。该新方案通过动态调节地表摩擦与动量交换过程，使模式能够更加真实地刻画地表–大气之间的相互作用。通过在中国区域开展的系统评估表明，引入该方案后，近地面风速模拟偏差由14.6%显著降低至2.2%，模拟精度得到了明显提升。该研究不仅显著改善了区域风速模拟效果，也为改进大气模式中地表参数化方案提供了新的思路，为实现高精度区域气象模拟奠定了重要基础，在气候变化研究、空气质量模拟、沙尘暴预警以及风能资源评估等领域具有广阔的应用前景。

本方案对近地面风速模拟的改进效果

研究得到了河南省自然科学基金项目优秀青年基金（242300421143）、河南省高校科技创新人才（24HASTIT016）以及国家自然科学基金重点项目（32130066）的资助。宋宏权教授为论文第一作者，并与卡迪夫大学Adrian Chappell教授共同担任通讯作者。河南大学硕士研究生倪雪莉、常玉洁和刘博研为论文合作者。

论文链接：http://dx.doi.org/10.1029/2025GL120811