近几十年来，陆面各种因素对东亚气候的影响越来越受到关注。然而，由于这些过程的复杂性，其在这方面的影响还没有被彻底了解。最基本的科学问题是分辨那些与东亚气候密切相关的关键区域。根据现有研究，提出了陆面过程对东亚气候调控起重要作用的六个关键区，即青藏高原、欧亚中高纬地区、中国东部季风区、中南半岛、东亚中纬度区域和西亚（图1），为加强陆面过程与东亚气候研究提供一定参考。
土壤湿度是陆面过程的关键要素，控制着地表能量和水分的收支。研究发现，5月中南半岛土壤湿度与6月华南降水存在显著联系。5月中南半岛土壤湿度出现正异常时，大气低层水汽增加、温度降低；中南半岛上空的上升气流和中低层大气的潜在不稳定，均有利于低层增加的水汽向中高层输送；水汽在中高层大气凝结释放，加热大气，进一步在中南半岛东部中低层形成位势高度负异常，对应气旋式环流异常。而在气旋式异常的东北侧的华南东部地区，则出现了反气旋式异常，抑制了孟加拉湾向华南地区的水汽输送，造成华南地区的降水减少。进一步发现湿过程主要影响中南半岛附近的降水，而热力过程可以同时影响到中南半岛和华南的降水（图2）。研究成果为深入理解季风背景下，次季节尺度土壤湿度与大气的相互作用提供了重要参考。
近年来，陆面过程与天气研究也开始受到了越来越多的关注。针对2018年路径横穿长三角城市群的登陆台风“温比亚”开展高分辨率集合数值模拟，利用敏感性试验及台风降水物理诊断模型，定量分析了长三角城市群对登陆台风降水的影响及其主导物理过程。结果表明，城市能显著增强登陆时刻前后台风内圈降水强度，影响幅度可达10%。水汽通量的诊断结果表明（图3），城市造成的低层垂直运动差异是主导降水变化的物理物理，而水汽条件几乎没有变化。城市引起的异常地表摩擦对垂直运动起决定性作用。城市更强的地表摩擦通过增强低层入流和边界层翻转环流加强了边界层顶梯度风和垂直运动，是降水增强的主要物理过程。研究指出了沿海地区城市下垫面能通过动力摩擦过程显著增强登陆台风内圈降水，沿海快速城市化进程可能会加剧当地登陆台风相关的灾害风险。
图1 陆面过程影响东亚气候的关键区示意图
图2 敏感性试验6月（a）低层温度（单位：K）、（b）低层比湿（单位：g kg-1）、（c）700hPa位势高度（单位：gpm）和风场（单位：m s-1），（d）沿平行四边形的位势高度与垂直环流剖面，（e）1000至300hPa垂直积分的水汽通量和（f）水汽通量辐合差值场；图中的阴影区域和黑色矢量可以通过95%显著性检验
图3 登陆过程中台风内圈降水水汽通量线性分解诊断结果（左图，其中红、黄、蓝和绿线分别为降水项、垂直运动项、水汽项和余差项）和台风降水模型诊断结果（右图，其中黑、红、黄、绿、蓝和紫线分别为WRF降水项、诊断降水项、摩擦项、地形项、扭曲项和切变项）
相关论文发表情况
Chen H., 2022: Key regions where land surface processes shape the East Asian climate. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 15, 100209. (第一资助)
Dong X., H. Chen, Y. Zhou, et al., 2022: Local and non-local atmospheric effects of abnormal soil moisture over Indochina during May and June. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 148, 2903-2926. (第一资助)
Du X., H. Chen, X. Ge, et al., 2022: Urban Impact on landfalling tropical cyclone precipitation: a numerical study of typhoon Rumbia (2018). Advances in Atmospheric Sciences, DOI: 10.1007/s00376-022-2100-8. (第一资助)
陈海山, 杜新观, 孙悦, 2022: 陆面过程与天气研究. 地学前缘, 29, 382-400. (第一资助)