欧亚大陆积雪覆盖率的模拟评估及未来情景预估     

夏坤  王斌 《气候与环境研究》2015,20(1):41-52

基于国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)历史模拟试验(historical run)的模式输出结果以及遥感数据,采用相关分析、均方根误差、标准差等统计方法,评估了13个气候(或地球)系统模式对欧亚大陆积雪覆盖率的模拟能力,在此基础上,采用多模式集合平均的方法对未来不同温室气体排放情景下(rcp2.6、rcp4.5和rcp8.5)欧亚大陆积雪覆盖率的变化进行预估。结果显示:尽管各模式模拟的积雪覆盖率在高原地区与观测差异较大,但总体看来模式能够对欧亚大陆积雪覆盖率的空间形态、季节变化及年际变化特征做出较好地模拟。未来预估结果表明,多模式集合平均预估的欧亚大陆积雪覆盖率从2006年到2040年左右减少趋势非常明显,且不同排放情景下模式模拟的积雪减少速率非常接近;然而,大约从2040年之后,不同排放情景下的积雪覆盖率减小趋势的差异越来越大,rcp2.6和rcp4.5下积雪覆盖率的变化趋于平缓,而rcp8.5情景下,积雪覆盖率一直减少,冬季、春季和秋季都明显减少,减少最显著的区域位于西欧和青藏高原地区。由此可见,控制温室气体的排放对于未来欧亚大陆积雪的变化是至关重要的。  相似文献   

基于CMIP5模拟的中国区域陆气耦合强度评估及未来情景预估     

曾毓金  谢正辉 《气候与环境研究》2015,20(3):337-346

基于第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)11个模式历史情景的模拟结果计算得到了中国区域夏季的陆气耦合强度并进行集合平均,结果表明,位于半干旱区的华北和内蒙古地区陆气耦合强度相对较强,西部干旱区的陆气耦合强度相对较弱,位于湿润区的中国东北地区东部、长江中下游和西南地区陆气耦合强度最弱。利用上述模式集合平均结果与由NCEP再分析资料和欧洲中心的中期气象预报40年再分析资料(ERA40)计算得到的陆气耦合强度相比较,结果显示这些模式的集合平均与再分析资料NCEP和ERA40的计算结果有较好的一致性。利用历史情景模拟和不同的典型排放路径(RCP),即低排放情景RCP2.6、中排放情景RCP4.5和高排放情景RCP8.5下的模拟结果预估陆气耦合强度未来变化。结果显示:与历史情景相比较,位于湿润区的中国南方地区蒸散发的主要控制因子是温度,在3种排放情景下随着温度上升引起蒸散发增加所导致陆气耦合强度升高;位于青藏高原以及半干旱区的内蒙古大部分地区蒸散发在未来的年际变化幅度减弱导致陆气耦合指数降低;位于西北干旱区陆气耦合强度在RCP2.6和RCP4.5情景上升,然而在RCP8.5情景下陆气耦合强度下降,其原因是在高排放情景下,水汽平流输送明显增强,局地蒸散发异常对空气湿度变化的贡献减弱,导致了陆气耦合强度降低。未来预估结果在中国南方可信度相对较高,从全国来看,在RCP4.5情景下可信度相对较高。  相似文献   

TOPEX/Poseidon高度计资料在全球海洋环流模式中的同化及分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘娟  王斌  俞永强  刘海龙 《气候与环境研究》2008,13(6):697-707

利用一个新的四维变分海洋资料同化系统LICOM-3DVM对TOPEX／Poseidon高度计资料进行了同化。该同化系统是在LASG／IAP气候海洋模式LICOM1．0的基础上建立起来的,所用的同化方法为三维变分映射资料同化方法3DVM。高度计观测资料是采取间接的方式进行同化,即先建立起二维海面高度距平场与三维温度场的统计关系,并由此通过观测的海面高度距平信息反演出“观测”的三维温度场,然后利用LICOM-3DVM四维变分同化系统将此反演的温度场同化到海洋模式中。作者设计了两组试验并对结果进行了比较分析,积分时间从1993年1月至2001年12月共9年时间。结果表明,由于上混合层相关系数较小,因此同化后海温没有改进;而在温跃层以及更深层次,同化后的海温均有很大程度的改善。从对赤道太平洋地区海温的气候态、季节变化和年际变化以及Nino3区的Nino指数的模拟情况来看,由于同化时将海面高度异常和海温异常之间的相关参数取为常数,没有考虑其季节和年际变化,因此,同化后对于赤道太平洋的年际变化没有改善。对于黑潮地区,由于模式的分辨率较低,同化之前没有很好地模拟出温度锋面,温度和盐度梯度都偏小,流速也偏弱;而同化后使得温度锋面和盐度梯度与WOA01更加吻合,流速增强。  相似文献   

SMIP2试验对亚洲夏季风的模拟能力及其可预报性的分析   总被引：4，自引：2，他引：2  

施洪波  周天军  万慧 《大气科学》2008,32(1):36-52

利用参加第二次季节预测模式比较计划（Phase 2 of the Seasonal Prediction Model Intercomparison Project,简称SMIP2）的五个大气环流模式的输出结果,比较了这些模式对亚洲夏季降水的模拟能力,并讨论了大气环流模式在季节尺度上对亚洲夏季风的可预报性。结果表明,各模式能够较好地模拟亚洲夏季降水的大尺度分布特征。除了模拟的东亚夏季降水异常经验正交函数分解第一模态（EOF1）的时间系数与观测之间的相关系数较低之外,多数模式可以大致再现东亚、南亚和西太平洋夏季降水异常EOF1及其对应的时间系数。分析表明,热带地区有很好的可预报性,北半球副热带地区的可预报性尽管也较好,但比热带地区要低,南半球热带以外地区的可预报性较差,陆地上的可预报性比海洋上低。在热带和北半球副热带地区,由海温强迫所产生的较大外部方差对此地高可预报性有很大的贡献。与正常年份相比,模式在强El Ni?o年和强La Ni?a年表现出较高的可预报性,在南亚和印度洋地区大多数模式在El Ni?o年比La Ni?a年产生了更好的可预报性,在中西太平洋区域El Ni?o年可预报性的高值中心较La Ni?a年位置偏西。  相似文献   

近50年来中国季节性冻土与短时冻土的时空变化特征   总被引：15，自引：0，他引：15  

陈博  李建平 《大气科学》2008,32(3):432-443

在对中国冻土气象观测资料整理和分析的基础上, 研究了中国冻土分布的时空演变规律。主要分析了中国冻土分布的季节变化、冻土深度的空间变化, 以及冻结日期、解冻日期、冻结时间长度的空间分布特征, 同时也分析了以上各要素的时间变化特征。结果表明: 中国冻土分布广泛, 在我国东部的长江以北地区、西北地区及青藏高原地区均有分布; 其中季节性冻土具有显著的年内变化特征, 冻结一般从秋季开始, 冬末春初冻结的面积和深度达到最大, 春季逐渐开始融化, 夏季冻结的面积和厚度达到最小; 冻土的冻结过程和融化过程表现出各自不同的特征, 整个中国地区冻土的融化过程所持续的时间比冻结持续的时间长, 也更为复杂, 这与地形及土壤特性有着密切的关系; 近几十年来, 在全球变暖背景下, 中国冻土主要表现为最大冻土深度减小, 冻结日期推迟, 融化日期提前, 冻结持续期缩短, 以及冻土下界上升的总体退化趋势, 冻土的主要转型时期发生在20世纪80年代中期。  相似文献   

一个动态植被模型在欧洲森林碳水循环模拟中的适应性评估研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

毛嘉富  王斌  戴永久 《大气科学》2008,32(6):1379-1391

对动态全球植被模型M-SDGVM (Modified Sheffield Dynamic Global Vegetation Model), 在1996～1998年15个欧洲森林通量站碳通量和水汽通量的季节和年际变化进行模拟和评估研究, 总的来说, 模型能够合理再现各个站点春、 夏季节碳的吸收, 秋、 冬季节碳的释放, 以及水汽释放的季节变化趋势, 其中, 对水汽通量的模拟更为理想。对模型的上述适应性评估研究表明, 改进后的M-SDGVM有能力研究不同气候条件下欧洲森林生态系统碳、 水循环过程及其响应机制, 但是, 模型对部分站点的模拟仍存在不确定性, 通过对这些偏差及其可能的产生机理进行分析, 有助于模型的进一步发展和应用研究。  相似文献   

谱模式SAMIL对南亚季风区大气季节内振荡向北传播的模拟     

贾小龙  李崇银  凌健 《大气科学》2008,32(5):1037-1050

基于与NCEP资料结果的比较,研究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发展的大气环流模式SAMIL对夏季南亚季风区季节内振荡（ISO）向北传播特征的模拟,并结合目前对ISO北传机制的理解对模拟结果进行了分析讨论。SAMIL在夏季南亚地区模拟出相当强度的季节内振荡的活动,并且模拟的ISO也表现出与NCEP资料相似的从赤道向北传播的特征,但传播的速度要慢于NCEP资料的结果。模拟的北传ISO具有与NCEP资料相似的结构特征,涡度和水汽场明显的呈经向不对称,涡度和水汽的正异常位于ISO对流的北面,最大的上升运动和最强的行星边界层辐合也位于ISO对流的北面。ISO 结构的经向不对称性正是模式模拟的ISO具有向北传播特征的原因;而模式对夏季南亚季风区高低层风场和行星边界层水汽的合理模拟起了关键的作用。同时,根据关于ISO北传机理的已有研究,模式的结果也表明南亚地区夏季风场的垂直结构是那里ISO向北传播的重要机制。  相似文献   

两种四维奇异值分解同化方法的比较及误差分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

王金成  李建平  丑纪范 《大气科学》2008,32(2)

4DSVD是最近提出的一种新的资料同化方法。目前还存在一些需要解决的问题,比如如何选取样本,如何得到支撑大气吸引子的基向量以及选取基向量的个数问题等等。作者利用奇异值分解(SVD)与经验正交函数分解(EOF)两种方法来获得支撑大气吸引子的基向量,推导了基于这两种方法的4DSVD分析场的理论公式,并用简单的数值试验比较了基于这两种方法的4DSVD分析场的空间相关系数和误差,初步分析了分析场与基向量个数的关系以及与样本选取的关系和分析误差的来源及各种误差对分析误差影响的相对大小。结果表明,用SVD方法作为获得支撑大气吸引子基向量的方法得到的分析场较EOF方法稳定,分析场与基向量个数有密切关系,观测误差、模式误差和观测代表性误差是分析误差的主要来源,且其引起的分析误差随着基向量个数增多而增大。  相似文献   

大气CO215 μm吸收带对温度依赖关系的研究     

李翠娜  郑有飞  石广玉 《气象与环境科学》2008,31(2):1-6

利用最新版本的大气分子吸收光谱资料HITRAN 2004,以CO215 μm吸收带为例,通过精确的逐线积分模式,详细讨论了温度对谱线半宽度、线强以及吸收系数的影响。结果发现：吸收系数对温度的依赖关系主要受线强对温度依赖关系的影响,受半宽度对温度依赖关系的影响较小;在吸收带的中心区域,温度对线强和吸收系数的影响较弱,而在带翼影响较强。  相似文献   

Climate Change in China Congruent with the Linear Trends of the Annular Modes   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

周天军  李建 《大气和海洋科学快报》2008,1(1):1-7

The authors exploit the remarkable connection between the Chinese climate trends and the annular modes by partitioning the trends into components linearly congruent with and linearly independent of the annular modes. Results show that the winter hemisphere annular mode has closer connection to Chinese climate than the summer one, e.g., the wetting JJA (June-July-August) rainfall trend along the Yangtze River valley and the associated temperature trends are significantly linearly congruent with the trend of the southern annular mode, while the JFM (January-February-March) climate trends are closely linked to the northern annular mode. The seasonal differences of a meridional wave-train-like chain across the equatorial Pacific associated with the annular modes are responsible for the seasonal-dependent connections to Chinese climate. Citation: Zhou, T. J., and J. Li, 2008: Climate change in China congruent with the linear trends of the annular modes, Atmos. Oceanic Sci. Lett., 1, 1-7  相似文献