Historical Evolution of Global and Regional Surface Air Temperature Simulated by FGOALS-s2 and FGOALS-g2: How Reliable Are the Model Results?   总被引：1，自引：0，他引：1  

周天军  宋丰飞  陈晓龙 《大气科学进展》2013,30(3):638-657

In order to assess the performance of two versions of the IAP/LASG Flexible Global Ocean-Atmosphere-Land System (FGOALS) model, simulated changes in surface air temperature (SAT), from natural and anthropogenic forcings, were compared to observations for the period 18502005 at global, hemispheric, continental and regional scales. The global and hemispheric averages of SAT and their land and ocean components during 18502005 were well reproduced by FGOALS-g2, as evidenced by significant correlation coefficients and small RMSEs. The significant positive correlations were firstly determined by the warming trends, and secondly by interdecadal fluctuations. The abilities of the models to reproduce interdecadal SAT variations were demonstrated by both wavelet analysis and significant positive correlations for detrended data. The observed land--sea thermal contrast change was poorly simulated. The major weakness of FGOALS-s2 was an exaggerated warming response to anthropogenic forcing, with the simulation showing results that were far removed from observations prior to the 1950s. The observations featured warming trends (19062005) of 0.71, 0.68 and 0.79 (100 yr)-1 for global, Northern and Southern Hemispheric averages, which were overestimated by FGOALS-s2 [1.42, 1.52 and 1.13oC (100 yr)-1] but underestimated by FGOALS-g2 [0.69, 0.68 and 0.73oC (100 yr)-1]. The polar amplification of the warming trend was exaggerated in FGOALS-s2 but weakly reproduced in FGOALS-g2. The stronger response of FGOALS-s2 to anthropogenic forcing was caused by strong sea-ice albedo feedback and water vapor feedback. Examination of model results in 15 selected subcontinental-scale regions showed reasonable performance for FGOALS-g2 over most regions. However, the observed warming trends were overestimated by FGOALS-s2 in most regions. Over East Asia, the meridional gradient of the warming trend simulated by FGOALS-s2 (FGOALS-g2) was stronger (weaker) than observed.  相似文献   

西北太平洋热带气旋潜势分布和年际变率的数值模拟     

田方兴  周天军 《气象学报》2013,71(1):50-62

热带气旋潜势指数是定量表征影响热带气旋生成的大尺度环境条件指标,在不能显式模拟热带气旋的气候系统模式中,常被作为热带气旋的代用指标。基于中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的AGCM GAMIL2.0模式在历史海温驱动下的积分结果,评估了该模式对热带气旋潜势气候态、季节循环和年际变率的模拟能力。并分别从影响热带气旋潜势分布的热力因子(相对湿度、热带气旋最大风速)和动力因子(垂直风切变、绝对涡度、垂直抬升速度)的角度,讨论了造成热带气旋潜势模拟误差的原因。结果表明,在西北太平洋地区,模式能够合理再现热带气旋潜势的气候态分布,但由于GAMIL2.0模拟的相对湿度偏大且向东延伸,造成了热带气旋潜势大值区较之再分析资料偏大且偏东10°。由于GAMIL2.0模拟的季风槽位置偏北偏强,导致模拟的热带气旋潜势季节循环北进偏早而南退偏晚。在年际变化方面,GAMIL2.0能合理模拟出热带气旋潜势在ENSO正负位相东西反向的变化特征,但位于20°—30°N的加强和减弱区的分界线偏西,这与模拟的垂直速度和相对湿度的模拟误差有关,进一步分析表明,这是由于模拟中ENSO事件期间的西北太平洋异常上升中心比观测偏西且偏强造成的。  相似文献   

东亚副热带西风急流及其年际变率的海气耦合模式模拟     

蔡琼琼  周天军  吴波  李博  张丽霞 《海洋学报(英文版)》2011,30(4):38-48

分析了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG/IAP)快速耦合气候系统模式FGOALS_gl模拟的东亚副热带西风急流,并讨论了ENSO对东亚夏季副热带西风急流位置的影响。FGOALS_gl能较好模拟东亚副热带西风急流的空间分布以及季节演变,但较之再分析资料,模式模拟的急流强度偏弱,中心偏南。这主要是由于模式模拟的对流层中上层平均温度一致偏冷,且急流轴南部的冷偏差总是强于北部,使得模拟的经向温度差偏弱造成的。FGOALS_gl能合理再现东亚夏季副热带急流位置南北移动的年际变化特征,只是模拟的急流年际变率偏强。分析表明,模式模拟的ENSO偏差是造成西风急流年际变率偏强的重要原因。观测和模拟的东亚夏季副热带西风急流位置的南移多发生在ENSO位相达到峰值之后的夏季,但由于模拟的ENSO强度偏强,峰值多出现在春、夏季,并能维持至翌年秋季,因此,ENSO在其衰减年的夏季,对热带对流层温度异常的加热作用依然很强,造成模式中热带地区的对流层温度异常强于观测,从而导致东亚副热带西风急流年际变率模拟偏强。  相似文献   

大气科学：一个充满活力的前沿科学   总被引：11，自引：2，他引：11  

王会军  徐永福  周天军  陈洪滨  高守亭  王普才  陆日宇  张美根 《地球科学进展》2004,19(4):525-532

着眼于未来发展的若干战略问题,阐述了对当前大气科学发展的状况与趋势的意见,提出了我国未来发展大气科学的思路和重点任务建议,还分析了我国大气科学研究中存在的若干问题并提出一些政策建议。  相似文献   

青藏高原气温和降水近期、中期与长期变化的预估及其不确定性来源   总被引：1，自引：0，他引：1  

周天军  张文霞  陈晓龙  张丽霞  邹立维  满文敏 《气象科学》2020,40(5):697-710

采用第五次耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5）高分辨率全球统计降尺度预估数据集,针对近期（2020—2039年）、中期（2040—2059年）和长期（2080—2099年）,以及全球1.5℃和2℃温升阈值,预估了青藏高原地区平均气温和降水、极端气温和极端降水的变化,定量估算了预估结果的不确定性来源。结果表明：（1）在RCP4.5和RCP8.5情景下,21世纪青藏高原地区平均气温和降水、极端气温和极端降水强度均显著增加,最长连续干旱天气减少。高原气候变化幅度超全球平均,至21世纪末,模式集合预估的气候变化幅度介于全球平均的1.5~3倍。（2）青藏高原地区受0.5℃额外增温的显著影响,年均气温、极端高温和极端低温均显著升高,平均及极端强降水均显著增加。（3）排放情景的选择对近期气候预估影响小,但对长期影响大。在相同排放情景下,内部变率主导了近期高原平均气温预估的不确定性,但至长期其贡献降至10%以下。模式和内部变率的不确定性对降水预估均有贡献,且都随时间减小,最大不确定性中心位于西部和北部边缘,噪声与信号比大于6。  相似文献   

过去千年气候变化的数值模拟研究进展   总被引：4，自引：1，他引：3  

周天军  满文敏  张洁 《地球科学进展》2009,24(5):469-476

在阐述千年气候变化研究意义的基础上,围绕着如何利用气候系统模式来对过去千年的气候变化进行归因模拟、以理解其中自然和人为因素的作用问题,总结和评述了国际上相关研究进展,进一步归纳了千年气候变化数值模拟中亟待解决的科学问题,重点包括千年气候演变中自然变率特征时段(即中世纪暖期和小冰期)与人类活动影响时段(即20世纪气候变暖)的气候差别,在中世纪暖期、小冰期和20世纪气候变暖这3个特征时段上,自然变化和人类活动影响的作用与机制比较、中国过去千年气候演变的模拟等,随后,扼要介绍了国家自然科学基金重大项目"中国地区树轮及千年气候变化研究"之课题"中国千年气候变化数值模拟与机理研究"的主要研究内容.  相似文献   

耦合模式FGOALS_s模拟的东亚夏季风   总被引：9，自引：6，他引：3  

陈昊明  周天军  宇如聪 《大气科学》2009,33(1):155-167

本文评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的海气耦合模式FGOALS_s对东亚夏季风的模拟能力, 并通过与观测海温强迫下单独大气模式SAMIL试验结果的比较, 分析了海气耦合过程对模式性能的影响。结果表明, FGOALS_s基本能够模拟出东亚夏季风系统的气候态分布及其演变过程, 但也存在明显偏差, 主要表现为模拟的温度场在对流层中上层一致性偏冷, 导致模式中环流系统强度偏弱; 而温度经向梯度模拟的不足, 直接影响到东亚副热带西风急流的模拟。通过与观测海温强迫下SAMIL模拟结果的对比发现, SAMIL模拟的温度场、 环流场以及风场较之耦合模式结果更接近观测, 但也存在与FGOALS_s类似的模式偏差。因此, 大气模式固有的偏差对耦合模式的模拟偏差有重要影响。分析发现, 对于西太平洋降水的模拟而言, 耦合模式结果更加合理, 表明海气相互作用过程对模式性能有重要影响。本文的结果表明, 大气模式自身的误差是导致耦合模式误差的主要原因。通过更新云－辐射模块改进大气模式模拟的温度场, 应是FGOALS_s后续发展的首要工作。  相似文献   

大气环流模式和耦合模式模拟的降水-海温关系之比较   总被引：9，自引：6，他引：3  

李博  周天军  吴春强 《大气科学》2009,33(5):1071-1086

本文讨论了气候系统耦合模式FGOALS_s模拟的局地降水和海温的关系, 并通过与单独大气模式SAMIL的AMIP试验结果进行对比分析, 考察了海气耦合过程对局地降水和海温关系模拟的影响。结果表明, 耦合模式FGOALS_s和单独大气模式SAMIL在模拟局地降水和海温关系上各有优势。在赤道中东太平洋地区, 观测中局地降水和海温的关系是海洋强迫为主, FGOALS_s模拟的海洋对大气的强迫比观测偏弱, 因此, SAMIL相对于FGOALS_s更有优势。在西北太平洋东部地区, 观测中夏秋季节降水和海温的关系是大气强迫为主, 由于考虑了海气相互作用过程, FGOALS_s对降水和海温关系的模拟能力要优于单独的大气模式。此外, 由于大气模式SAMIL的云参数化方案导致的模拟偏差, 在赤道中东太平洋地区 (9～11月), 降水增加时入射的短波辐射通量也是增加的, 并且这种模拟的偏差在耦合后仍然保留了下来, 导致了与观测不符的云[CD*2]辐射反馈过程。因此, 改进大气模式的云参数化方案是未来工作重点之一。此外, 分析发现耦合模式模拟的潜热通量的变化过分依赖海气湿度差。  相似文献   

Impacts of Upper Tropospheric Cooling upon the Late Spring Drought in East Asia Simulated a Regional Climate Model     

辛晓歌  Zhaoxin  LI  宇如聪  周天军 《大气科学进展》2008,25(4)

  相似文献   

1976/1977年前后热带印度洋海表温度年际异常的变化   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵珊珊  周天军  杨修群 《大气科学》2008,32(2):371-379

基于1948～2005年NCEP/NCAR（美国大气研究中心/环境预测中心）再分析资料,讨论了1976/1977年前后的年代际气候变化对热带印度洋海表温度（SST）年际变率特征的影响,结果表明:在气候变化前后,ENSO都能导致热带印度洋SSTA（海表面温度异常）出现全海盆同号的变化,这种模态在冬季最强;气候变化前与变化后相比,该模态对该地区海温年际变率的方差贡献大22.1%, 达到最强的时间早2个月。气候变化前,秋季热带印度洋SSTA的主导年际变率模态表现为全海盆同号,变化后则表现为“偶极子模态”（IODM）。导致上述SSTA特征变化的重要原因,是气候变化前后印度洋风场对ENSO的响应不同。在气候变化前,与ENSO相关联的热带印度洋东风异常首先在夏季出现,而变化后则首先在春季出现,并且有一反气旋性环流异常维持在热带东南印度洋。  相似文献