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陆面过程对气候影响的数值模拟:SSiB与IAP/LASG L9R15 AGCM耦合及其模式性能 总被引：18，自引：2，他引：16
利用陆面过程模式 SSi B与 IAP/LASG发展的 L9R1 5AGCM的耦合 1 0 a积分试验 ,研究了全球尺度大气与地表的水分和能量交换以及陆地与大气环流和气候的相互作用。模拟表明 :SSi B模式可模拟出陆地上较为真实的表面通量及其日变化 ,较好地定量描述土壤 -植被 -大气连续体系 ( SPAC)中能量和水分的传输过程。因此 ,将其引入气候模式中能够模拟出比 CTL- AGCM更合理的气候平均状态、水汽分布以及水汽输送的气候特征 ,特别是亚洲夏季风水汽输送独特的地域性 ,再现了大气环流 ,尤其是陆面气候的基本特征。并指出 ,陆面过程参数化的引进及其陆面状况的变化显著地改善了全球陆地上的水分平衡状况。利用改进的再循环降水模式 ,进一步研究了陆面过程参数化明显改进降水模拟的物理机制。指出全球陆地 ,特别是盛夏北半球干旱、半干旱地区的再循环降水率明显减小 ,与陆面上表面潜热通量的显著减小区一致 ,从而克服了许多未耦合陆面过程的 AGCMs因对地表水过程非常简单地参数化导致的普遍存在着整个陆地降水偏高 ,改善了全球陆地上的水分平衡状况。因此 ,在充分耦合的陆气环流模式中模拟的降水分布与实况接近。 相似文献
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利用NCEP/DOE再分析资料驱动中尺度区域模式WRF对1999 2008年夏季(6 8月)黑河流域及周边地区气温和降水进行了模拟,并检验了区域气候模式在山区复杂地形条件下的模拟性能,客观评估了复杂地形条件下气候模拟的性能。气温和降水空间分布的对比分析表明,高分辨率WRF模式较粗分辨率的再分析资料能更精细地模拟出复杂地形条件下山区气温和降水的分布特征,充分体现了高海拔山区复杂地形对气温和降水空间分布的影响。通过BSS指标对气温、降水模拟的定量评估表明,在复杂地形条件下,WRF模式可以在几乎所有观测站点提高气温模拟的准确性,也可以为复杂山区没有观测站点地区气温的空间分布和量值提供数据支持。对降水量模拟的准确性低于气温模拟,半数的站点模拟值较再分析资料更接近观测值,位于祁连山东南侧站点降水量模拟值偏大,可能与WRF模式中地形对水汽输送的抬升作用有关,也可能与观测站点对该区域的代表性有关。 相似文献
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WRF模式对夏季黑河流域气温和降水的模拟及检验 总被引：1，自引：0，他引：1
利用NCEP/DOE再分析资料驱动中尺度区域模式WRF对1999 2008年夏季(6 8月)黑河流域及周边地区气温和降水进行了模拟,并检验了区域气候模式在山区复杂地形条件下的模拟性能,客观评估了复杂地形条件下气候模拟的性能。气温和降水空间分布的对比分析表明,高分辨率WRF模式较粗分辨率的再分析资料能更精细地模拟出复杂地形条件下山区气温和降水的分布特征,充分体现了高海拔山区复杂地形对气温和降水空间分布的影响。通过BSS指标对气温、降水模拟的定量评估表明,在复杂地形条件下,WRF模式可以在几乎所有观测站点提高气温模拟的准确性,也可以为复杂山区没有观测站点地区气温的空间分布和量值提供数据支持。对降水量模拟的准确性低于气温模拟,半数的站点模拟值较再分析资料更接近观测值,位于祁连山东南侧站点降水量模拟值偏大,可能与WRF模式中地形对水汽输送的抬升作用有关,也可能与观测站点对该区域的代表性有关。 相似文献
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青藏高原增暖海拔依赖性研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
青藏高原平均海拔4000m以上,由于复杂的地形及其特殊的地理位置,对全球气候变化影响重大,已成为研究的热点和关键区.古气候代用指标、常规气象台站以及卫星反演资料表明,青藏高原变暖显著,最低气温升温趋势高于最高气温,冬季增温幅度最大,且存在海拔依赖性,即升温幅度随海拔高度上升而增大.在此基础上,不同大气环流模式试验以及未来气候变化情景下高原气候变化模拟结果也表现出明显的海拔依赖性.而模式资料分析表明,海拔依赖性的存在可能与高海拔地区冰雪反馈和云量有关.但由于青藏高原5000m以上常规观测台站稀少,难以获得连续的气象观测资料,而当前气候系统模式分辨率仍较低,缺乏对复杂地形描述和模拟,这使得海拔依赖性的研究存在一定的争议.因此,当前海拔依赖性研究还存在两个问题：第一,如何获取更高海拔地区的观测和模式资料,运用尽可能多的观测资料来检验海拔依赖性存在与否的问题,如6000m以上站点和格点;第二,如果这种依赖性确实存在,如何从物理机制上解释高原气候变暖的海拔依赖性. 相似文献
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次网格地形坡度坡向参数化及其对区域气候模拟的影响 总被引：8，自引：2，他引：8
随着数值模式水平分辨率的提高，模式下垫面特征的描述更加仔细，针对东亚地区复杂的地形和植被特征，发展适合非均匀下垫面的地表通量参数化方案，对改进数值模式和刻画高原附近地区复杂地形动力和热力。效应的能力非常必要。本文通过计算次网格地形坡度、坡向参数及其对到达地面短波辐射通量的影响，提出次网格地形热力效应的参数化方案，改进数值模式中复杂地形区域地面热量平衡的计算。利用p—σ区域气候模式的数值试验结果表明，次网格地形热力效应参数化方案的引入，对东亚地区夏季气候尤其是降水的模拟有明显的改进。 相似文献
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BCC_CSM1．1全球模式中极端气温变化的归因分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1°×1°的ERA-Interim再分析资料和气候系统模式BCC_CSM1．1历史模拟（Historical）试验及气候归因试验（只考虑温室气体变化Historica1GHG试验和只考虑自然强迫变化的Historica1Nat试验）的结果,考查了BCC_CSM1．1模式对中国和全球陆地地区极端气温指数的模拟能力,并在此基础上分析了温室气体和自然强迫这两种外强迫的变化对极端气温变化的贡献。结果表明：BCC_CSM1．1可以对中国乃至全球陆地区域极端气温指数的气候态及其变化趋势进行合理模拟,主要偏差表现为模式对极端低温指数模拟值偏低,而对极端高温指数模拟值偏高。对于20世纪末极端气温指数的变化,只有考虑了温室气体变化的外强迫时,模式可以再现再分析资料中极端气温的变化趋势。这表明温室气体的变化对极端气温的变化有着关键性的影响。 相似文献
8.
近50年中国风速变化多气候模式模拟检验 总被引：3，自引：0，他引：3
近年来,随着气候模式研究的快速发展,全球气候模式在模拟20世纪气候和气候变化特征,尤其是在模拟温度、降水等要素特征和变化及其人类活动对这些要素的影响等方面取得了丰硕的成果.然而,全球气候模式对近地层风速的模拟情况如何,目前仍缺少分析和检验.本文利用中国区域近地层风速观测资料,检验评估了参与IPCC AR4"20世纪气候耦合模式模拟"(20C3M)的19个伞球气候模式和国家气候中心新一代伞球气候模式(BCC_CSM1.0.1)模拟的1956-1999年中国近地层(10m)风速及其变化的模拟能力.研究发现,20个伞球气候模式基本上都能模拟出中国多年年(或季)平均风速分布状况,但模式模拟的平均风速一般小于观测值,尤以观测风速较大的北部和西北部地区模拟值偏小显著.气候模式模拟秋冬季风速分布的能力强于模拟夏春季的能力.模式基本上能模拟出冬、春季平均风速大于夏、秋季平均风速,但是模拟不出春、冬、夏、秋季平均风速依次减小的季节变化特征.模式及模式集成难以模拟出观测到的近50年中国年(或季)平均风速明显减小的变化趋势,少数模式能模拟出年(或季)平均风速略呈减小的变化趋势,但与观测值比相差约一个量级.模式对北部和西南部地区平均风速的变化模拟效果较好,而模式难以模拟东南-南部地区风速变化特征. 相似文献
9.
本文使用三个全球气候模式驱动下的高分辨率区域气候模式RegCM4的试验数据,首先评估了RegCM4对参考时段（1986～2005年）中国干燥度指数（AI）的模拟能力,而后根据典型浓度路径中等排放（RCP4.5）情景下RegCM4试验对中国未来干湿变化进行了预估研究。结果表明,RegCM4能够合理模拟中国区域AI的空间分布。两种潜在蒸散发计算方法得到的参考时段AI在空间分布和数值上存在一定差异,尤其是在中国西部高海拔地区和北方地区。在三个全球气候模式驱动场作用下的RegCM4预估试验中,21世纪中期（2046～2065年）和末期（2081～2098年）中国区域平均AI较参考时段分别减小2%～4%和2%～5%,其中西北中部变湿,其他地区均变干。不同地区未来干湿变化的主要影响因素存在差异,西北中部降水变化为主导因素,其他地区主要受控于升温所引起的潜在蒸散发变化。 相似文献
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采用WRF中尺度模式和美国国家环境预报中心每6h一次的1°×1°全球再分析资料,分别对西北太平洋1208号台风韦森特及1415号台风海鸥个例进行了数值模拟,结果表明WRF模式可以较好地模拟台风中心移动的路径与强度变化,单点风速的时间变化表明模拟得到的近地风场与实际观测吻合。在模式结果与实际观测比较一致的基础上,开展了改变特定区域内的地形和陆面特征的敏感性试验,通过比较不同站点的观测和模拟风速的变化,探究台风影响下香港及深圳地区地形和下垫面性质的改变对深圳不同地区阵风变化的作用,发现对于登陆粤西或向西移动的台风,香港地形和陆地的阻挡和摩擦作用减弱了台风在深圳中西部地区引起的风速,香港对深圳中西部起到了一定的缓冲和保护作用,另外深圳地区的梧桐山地形所形成的峡口使得盐田港风力增大。 相似文献
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极端天气气候事件变化对荒漠化、土地退化和粮食安全的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
土地是人类赖以生存的重要资源,在受气候变化影响的同时其状况变化也在气候系统中起着关键作用。IPCC最新发布的气候变化与土地特别报告（SRCCL）系统反映了关于荒漠化、土地退化、可持续土地管理、粮食安全和陆地生态系统碳通量方面的最新科学认知,并探讨了如何进行更加可持续性的土地利用和管理以应对与土地相关的气候变化问题。文中从极端事件变化及其影响的角度,结合SRCCL与其他相关文献,予以分析和总结。结果表明,在全球变暖的背景下,极端天气气候事件的变化已经并将继续影响荒漠化和土地退化进程并对粮食安全造成冲击;而土地对气候系统的反馈作用,又会加剧气候变化并提高极端事件发生的概率和严重程度。面对气候变化尤其是极端事件给土地带来的巨大压力,必须坚持可持续的土地管理,通过减少包括土地和粮食系统在内的所有行业的排放,才有可能实现到21世纪末将全球平均升温控制在相对工业化前水平2℃以内的目标,以减轻气候变化对土地和粮食系统的负面影响。 相似文献
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Can Artificial Climate Trends in Global Reanalysis be Reduced by Dynamical Downscaling:A Case Study of China 
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下载免费PDF全文 In this study,the ability of dynamical downscaling for reduction of artificial climate trends in global reanalysis is tested in China.Dynamical downscaling is performed using a 60-km horizontal resolution Regional Integrated Environmental Model System (RIEMS) forced by the NCEP-Department of Energy (DOE) reanalysis II (NCEP-2).The results show that this regional climate model (RCM) can not only produce dynamically consistent fine scale fields of atmosphere and land surface in the regional domain,but it also has the ability to minimize artificial climate trends existing in the global reanalysis to a certain extent.As compared to the observed 2-meter temperature anomaly averaged across China,our model can simulate the observed inter-annual variation and variability as well as reduce artificial climate trends in the reanalysis by approximately 0.10 C decade 1 from 1980 to 2007.The RIEMS can effectively reduce artificial trends in global reanalysis for areas in western China,especially for regions with high altitude mountains and deserts,as well as introduce some new spurious changes in other local regions.The model simulations overestimated observed winter trends for most areas in eastern China with the exception of the Tibetan Plateau,and it greatly overestimated observed summer trends in the Sichuan Basin located in southwest China.This implies that the dynamical downscaling of RCM for long-term trends has certain seasonal and regional dependencies due to imperfect physical processes and parameterizations. 相似文献
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区域和全球模式的嵌套技术
及其长期积分试验 总被引：7，自引：0，他引：7
将区域模式嵌入澳大利亚CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization）的全球模式中,并将其应用于区域模式的长期气候积分试验。模拟结果表明,当区域与全球模式嵌套时,边界吸收问题十分重要,由区域模式得到的高分辨率大尺度环流形式在边界上必须与全球模式提供的强迫一致,同时区域模式必须给出基于模式内部物理过程产生的高分辨信息。因此,在嵌套过程中,必须仔细考虑缓冲区的设置,使大尺度强迫与中尺度特征充分混合,既保持区域模式内外的一致性,又使区域内部中尺度强迫物理过程得到充分发展。将区域模式与澳大利亚CSIRO的9层21波三角形截断谱模式嵌套后,完成了连续3年的区域气候模式积分。模拟结果表明,由于区域模式较好地刻划了区域尺度的地形、下垫面和海岸线分布等的细节特征,模拟的区域气候特征比全球模式有较大的改进,尤其是对季风降水的模拟,区域模式明显改进了全球模式的模拟结果。 相似文献
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IPCC《气候变化与土地特别报告》对陆气相互作用的新认知 总被引：2，自引：0，他引：2
贾根锁 《气候变化研究进展》2020,16(1):9-16
IPCC向全球正式发布了其最新的《气候变化与土地特别报告》（SRCCL）,从陆气相互作用、荒漠化、土地退化、粮食安全、综合变化和协同性、可持续土地管理等方面评估气候变化与土地的相互关联。报告是在IPCC 3个工作组共同主导下,首次系统评估气候变化与陆面过程和土地利用/土地管理之间的相关作用。报告的评估结果表明,全球陆地增温幅度接近全球海陆平均值的两倍,气候变化加重了综合土地压力,并严重影响全球粮食安全,而全球很多区域的极端天气气候事件频率/强度持续增加,加重了农业生产的灾害风险和损失。采取行业间和国家间协同一致的行动,通过可持续土地管理,可以有效地适应和减缓气候变化,同时减轻土地退化、荒漠化和粮食安全的压力。 相似文献
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In this study it is shown that the availability of a very high resolution dataset of land surface characteristics leads to the improvement of a surface runoff parameterization scheme. The improved parameterization scheme was developed for application in global and regional climate models and is a further development of the Arno scheme that is widely used in climate models. Here, surface runoff is computed as infiltration excess from a "bucket" type reservoir which takes the subgrid variability of soil saturation within a model gridbox into account. Instead of prescribing a distribution of subgrid scale soil water capacities as in the original Arno scheme, the array of high resolution soil water capacities taken from a global 1 km dataset of land surface parameters is used to obtain individual fractional saturation curves for each model gridbox. From each saturation curve, the three parameters (a shape parameter describing the shape of the subgrid distribution of soil water capacities, subgrid minimum and maximum soil water capacity) required in the modified formulation of the scheme are derived via optimization. As in the original Arno scheme applied in the ECHAM general circulation model and the REMO regional climate model, topography variations will influence the distribution of saturated subgrid areas within a model gridbox. At most gridboxes the net effect of these changes is such that more runoff is produced for high soil water contents and less runoff for low soil water contents. A validation of simulated discharge computed with a simplified land surface scheme applied to reanalysis data of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts and a hydrological discharge model has shown that these changes lead to a more realistic simulation of the annual cycle of discharge for several catchments. In particular this could be shown for the Yangtze Kiang and Amur catchments where adequate input data are available. 相似文献
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陆地生态系统与全球变化相互作用的研究进展 总被引：36，自引：3，他引：36
全球变化及其对生态系统特别是陆地生态系统的影响已经严重地影响到人类生存环境与社会经济的可持续发展 ,引起了各国政府、科学家及公众的高度关注。文中从CO2 浓度倍增、温度变化、水分变化、水热与CO2 协同作用、辐射变化、臭氧变化以及人为干扰等气候环境变化对植物光合生理、生长发育、物质分配、水分利用、碳氮代谢等的影响方面阐述了全球变化影响生态系统的过程与机理 ;从地理分布范围、物候、结构与功能、生态系统的稳定性等方面分析了中国植被、森林生态系统、草原生态系统与农田生态系统对全球变化的响应 ;从植被变化引起的动力条件与热力条件的变化及植被固碳潜力的变化探讨了植被对于气候的反馈作用。在此基础上 ,基于当前全球变化研究前沿 ,提出了未来关于陆地生态系统与全球变化相互作用研究需要重视的方面 ,尤其是关于生态系统对全球变化响应的阈值研究应引起高度重视。 相似文献
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美国全球变化研究现状 总被引：17，自引：2，他引：15
美国的全球变化研究主要由美国全球变化研究计划（ＵＳＧＣＲＰ）支持,重点资助季节—年际尺度气候变率,十年—百年尺度的气候变化,臭氧、ＵＶ辐射以及大气化学的变化,土地利用以及陆地、海洋生态系统的变化等４个领域。当前,水汽与云仍是全球变化研究中不确定性较大的一个方面,因而受到关注。关于气候变化的信号检测以及成因分析也是一个研究热点。气候模拟研究是全球变化研究的一个主要方法。卫星资料在全球变化研究中的应用取得了大量成果。近期美国在全球变化研究领域的重点是气候模拟,短期气候预测,十年—百年尺度的气候变化,臭氧、ＵＶ辐射以及大气化学的变化,地表以及陆地、海洋生态系统变化,对全球变化的区域尺度估计,卫星资料的应用,气候变化影响的国家级评估等８个方面。 相似文献
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利用CMIP6 模式模拟的多层土壤温度资料,结合鄂陵湖草地站土壤观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料,评估了BCC陆面过程模式对青藏高原土壤冻融过程的模拟能力。结果表明:BCC-CSM2-MR对青藏高原冻融总天数,特别是对于消融过程阶段的模拟接近观测值,但其完全冻结阶段和消融过程阶段的日期都有所推迟,可能与陆面模式物理参数化过程不完善导致土壤温度下降更慢有关。BCC-CSM2-MR 对青藏高原土壤冻结时段前期的冻土深度变化曲线模拟效果最佳,但由于网格分辨率低且对地形刻画不准确,BCC-CSM2-MR 不能模拟出青藏高原西南部相间分布的冻土深度特征。BCC-CSM2-MR 可以模拟青藏高原土壤温度在 1985~2014 年的升高趋势。对于气候倾向率空间分布,BCC-CSM2-MR模拟结果相较于集合平均,在青藏高原东北部偏低而西部偏高,且不能模拟出北部存在的少量相对低值区域。 相似文献