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地形引导的多尺度残差密集网络CMIP6全球气候模式降尺度研究
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作者 程勇 顾雅康 +3 位作者 王军 王沂萱 王伟 何佳信 《热带气象学报》 北大核心 2025年第5期612-625,共14页
CMIP6全球气候模式是预测未来气候变化的重要工具之一,然而其输出数据的空间分辨率较为粗糙(通常大于1°),难以直接应用于区域尺度气候变化研究。为此,本文提出一种地形引导的多尺度残差密集网络(Terrain-Guided Multi-Scale Residu... CMIP6全球气候模式是预测未来气候变化的重要工具之一,然而其输出数据的空间分辨率较为粗糙(通常大于1°),难以直接应用于区域尺度气候变化研究。为此,本文提出一种地形引导的多尺度残差密集网络(Terrain-Guided Multi-Scale Residual Dense Network,TGMSRDN)降尺度模型,旨在提高应用于中国西南地区全球气候模式日平均气温数据的空间分辨率和精度。具体而言,该模型构建一种多尺度残差密集块,用于从粗分辨率气温数据中提取多尺度特征信息。此外,为充分利用地形信息,本文提出一种地形引导网络,该网络采用注意力机制有效聚合气温数据与地形信息,从而更精细地恢复了气温数据的空间细节。在中国西南地区进行的对比实验表明,TGMSRDN能够有效地将全球气候模式日平均气温空间分辨率由1°提升到0.1°,效果优于其它对比方法。最后,本文应用所提模型对研究区域2015—2050年在四种预估情景下(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)气温预估数据进行降尺度分析。结果显示,四种情景下研究区域年平均气温均呈上升趋势,特别是在SSP5-8.5情景下,至2050年研究区域的升温幅度将超过1.5℃。 展开更多
关键词 CMIP6全球气候模式 气候变化 降尺度 气候变化预估
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CMIP5全球气候模式对中国地区降水模拟能力的评估 被引量:101
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作者 陈晓晨 徐影 +1 位作者 许崇海 姚遥 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2014年第3期217-225,共9页
使用多种观测资料和43个参加耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的全球气候模式模拟数据,评估分析了全球气候模式对中国地区1980—2005年降水特征的模拟能力。结果表明:多数CMIP5模式能够模拟出中国降水由西北向东南递增的分布特点,这与... 使用多种观测资料和43个参加耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的全球气候模式模拟数据,评估分析了全球气候模式对中国地区1980—2005年降水特征的模拟能力。结果表明:多数CMIP5模式能够模拟出中国降水由西北向东南递增的分布特点,这与耦合模式比较计划第三阶段(CMIP3)的模式模拟结果类似,但华南地区降水模拟偏少,西部高原地区降水模拟偏多。模式能够较好地模拟出降水冬弱夏强的季节变化特征,但降水模拟系统性偏多。从EOF分析结果来看,多数CMIP5模式可以再现中国地区年平均降水的时空变化特征,集合平均的表现优于CMIP3。多模式集合在月、季、年时间尺度下模拟的平均值优于大部分单个模式的结果。CMIP5中6个中国模式的模拟能力与其他模式相当,其中FGOALS-g2、BCC-CSM1-1-m的模拟能力相对较好。 展开更多
关键词 全球气候模式 降水 CMIP5
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全球气候模式对宁夏区域未来气候变化的情景模拟分析 被引量:24
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作者 杨侃 许吟隆 +1 位作者 陈晓光 陈楠 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2007年第5期629-637,共9页
利用多个全球气候模式(GCM)的情景模拟结果分析只考虑温室气体效应的IS92a GG情景和同时考虑温室气体效应和硫化物气溶胶辐射效应的IS92a GS情景以及SRES A2、B2情景下宁夏区域21世纪地面气温和降水量的可能变化,并进行不确定性分析... 利用多个全球气候模式(GCM)的情景模拟结果分析只考虑温室气体效应的IS92a GG情景和同时考虑温室气体效应和硫化物气溶胶辐射效应的IS92a GS情景以及SRES A2、B2情景下宁夏区域21世纪地面气温和降水量的可能变化,并进行不确定性分析。气候基准时段(1961~1990年)模拟结果与观测资料的对比分析表明,GCM对宁夏气候具有一定的模拟能力;整体上讲,GCM对地面气温的模拟值偏低,对降水量的模拟值偏高,其中ECHAM4和HadCM3对宁夏基准时段地面气温和降水量的模拟结果与观测比较接近。各GCM模拟值的平均结果显示,4种温室气体排放情景下21世纪宁夏区域气温持续升高,至21世纪末宁夏升温幅度可达4~6℃,与全国平均的增温幅度大致相当;与升温趋势相应的是降水量的增加,但降水变化呈现出很大的波动性,至21世纪末宁夏的降水变化幅度可达10%~40%。各个GCM模拟的宁夏气候变化的总趋势是一致的,但各模式在不同情景下模拟结果的差异很大,存在较大的不确定性。 展开更多
关键词 宁夏 全球气候模式 排放情景 地面气温 降水
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全球气候模式对未来中国风速变化预估 被引量:33
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作者 江滢 罗勇 赵宗慈 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第2期323-336,共14页
利用世界气候研究计划之第三次耦合模式比较计划(WCRP/CMIP3)提供的,参加IPCCAR4的19个气候模式和国家气候中心为IPCC第五次报告研发的新一代气候模式(BCC_CSM1.0.1)及模式集成,考虑高排放(A2)、中等排放(A1B)和低排放(B1)三种人类排放... 利用世界气候研究计划之第三次耦合模式比较计划(WCRP/CMIP3)提供的,参加IPCCAR4的19个气候模式和国家气候中心为IPCC第五次报告研发的新一代气候模式(BCC_CSM1.0.1)及模式集成,考虑高排放(A2)、中等排放(A1B)和低排放(B1)三种人类排放情景,预估21世纪中国近地层(离地10m)风速变化。预估结果表明:(1)21世纪全国平均的年平均风速呈微弱的减小趋势,且随着预估情景人类排放的增加,中国年平均风速减小趋势越显著。(2)冬季(夏季)全国平均风速呈减小(增大)趋势,人类排放量越多,冬季(夏季)风速减小(增加)程度越大。21世纪我国风速夏季(冬季)增大(减小)与全球变暖的背景下未来亚洲夏季风(冬季风)增强(减弱)有一定关系。(3)与20世纪末期(1980~1999年)相比,21世纪初期(2011~2030年)中国区域年平均风速A2情景下略偏小,A1B和B1情景下年平均风速无明显变化;21世纪中期(2046~2065年)和后期(2080~2099年),三种排放情景下中国年平均风速均比20世纪末期风速小。(4)21世纪初期、中期和后期均表现为冬季(夏季)平均风速比20世纪末期冬季(夏季)平均小(大)。(5)夏季中国中北部和东北地区风速偏大,其余地区风速无明显变化或略偏小;冬季除了东北北部和西藏东南部外,中国大部地区风速偏小。绝大部分地区超过50%模式一致地预估上述风速变化形式,具有一定的可信度。 展开更多
关键词 中国 近地层风速变化 全球气候模式 预估
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全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估 被引量:31
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作者 许崇海 罗勇 徐影 《气候变化研究进展》 CSCD 2010年第6期398-404,共7页
使用观测和多模式集合的降水资料,评估全球气候模式对中国降水时空分布特征的模拟能力,并给出21世纪的预估。结果表明:全球气候模式在一定程度上能够再现中国地区降水的分布型,也能模拟出降水的区域性差异,对年降水10年、20年尺度的周... 使用观测和多模式集合的降水资料,评估全球气候模式对中国降水时空分布特征的模拟能力,并给出21世纪的预估。结果表明:全球气候模式在一定程度上能够再现中国地区降水的分布型,也能模拟出降水的区域性差异,对年降水10年、20年尺度的周期变化模拟效果较好。21世纪SRES A1B情景下中国年及夏季降水主要模态以全国一致型为主,2045年前后由少雨型转为多雨型;冬季降水为少雨型与多雨型交替出现。 展开更多
关键词 EOF分析 小波分析 降水分布型 全球气候模式 中国
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为IPCC第五次评估报告提供的全球气候模式预估 被引量:19
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作者 赵宗慈 《气候变化研究进展》 CSCD 2009年第4期241-243,共3页
IPCC自1990年到2007年的4次评估报告都进行了未来气候变化预估,唱主角的一直是全球气候模式。从对未来气候变化的预估,到气候变化影响和对策评估研究,全球模式起了主导作用。因此,关注全球气候模式预估动态对第五次评估报告是非常... IPCC自1990年到2007年的4次评估报告都进行了未来气候变化预估,唱主角的一直是全球气候模式。从对未来气候变化的预估,到气候变化影响和对策评估研究,全球模式起了主导作用。因此,关注全球气候模式预估动态对第五次评估报告是非常重要的一个环节。 展开更多
关键词 全球气候模式 评估报告 IPCC 未来气候变化 气候变化影响 全球模式
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CMIP5全球气候模式对华北平原气候的模拟和预估 被引量:12
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作者 肖登攀 赵彦茜 +3 位作者 柏会子 唐建昭 冯璞玉 刘德立 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2020年第2期75-82,共8页
以气候变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和农业生产有重要影响,准确预估未来不同气候情景下的气候变化能为应对其带来的负面影响提供必要的数据基础和科学依据。该文通过统计降尺度方法对CMIP5中33个全球气候模式(GCM)的未来气... 以气候变暖为主要特征的全球气候变化对自然环境和农业生产有重要影响,准确预估未来不同气候情景下的气候变化能为应对其带来的负面影响提供必要的数据基础和科学依据。该文通过统计降尺度方法对CMIP5中33个全球气候模式(GCM)的未来气候情景数据进行时空降尺度处理,得到逐日站点数据,并基于多模式集合预估华北平原在两个典型气候情景(RCP4.5和RCP8.5)下未来气候变化的时空特征。结果表明:在时间变化上,2040年后温度在情景RCP8.5下的增幅远高于情景RCP4.5,至21世纪末增幅达到最高;太阳总辐射量变化趋势呈现明显的“减少-增加-稳定”特征;未来降雨量呈微弱上升趋势。在空间变化上,东部和西南部地区未来最高温度增幅最高,最低温度增幅呈现自西南向东北递增的空间格局;太阳辐射增幅表现为明显的“北低南高”,而降雨增幅自西北向东南递减。2040s(2031-2060)阶段各主要气候因子(温度、太阳辐射和降雨)增幅较小,而2080s(2071-2100)阶段增幅加大;不同气候情景下各气候因子增幅差异较大,温度和降雨在情景RCP8.5下的增幅明显高于RCP4.5,而太阳辐射在情景RCP4.5下的增幅高于RCP8.5。 展开更多
关键词 全球气候模式 华北平原 气候变化 统计降尺度 CMIP5
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建立高分辨率的全球气候模式
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作者 王绍武 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2015年第2期152-152,共1页
英国牛津大学气候物理学教授Tim Palmer于Nature杂志(2014年11月20日)著文倡议建立高分辨率的全球气候模式。目的是缩小对全球变暖预估的不确定性。因为,直到IPCC AR5的预估,模式结果上限与下限之间仍有很大差异。如果未来的变暖接近... 英国牛津大学气候物理学教授Tim Palmer于Nature杂志(2014年11月20日)著文倡议建立高分辨率的全球气候模式。目的是缩小对全球变暖预估的不确定性。因为,直到IPCC AR5的预估,模式结果上限与下限之间仍有很大差异。如果未来的变暖接近预估的上限,那对全世界都是灾难,减排就刻不容缓。 展开更多
关键词 全球气候模式 高分辨率 物理学教授 全球变暖 Palmer 英国牛津大学 超大型计算机 NATURE 南极洋 运算速度
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三个全球气候模式对中国气温季节变化模拟能力的空间差异特征分析 被引量:4
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作者 卢晓菲 任传友 +3 位作者 王艳华 崔凤茜 芦晓彤 宫诏健 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2018年第5期972-983,共12页
针对第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中3个全球气候模式对中国气温季节变化模拟能力的空间差异特征进行具体分析。结果表明:BCC-CSM1. 1(m)模式和GFDL-CM3模式能够再现中国气温的季节性变化,在中国东部地区模拟能力较强,平均绝对误... 针对第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中3个全球气候模式对中国气温季节变化模拟能力的空间差异特征进行具体分析。结果表明:BCC-CSM1. 1(m)模式和GFDL-CM3模式能够再现中国气温的季节性变化,在中国东部地区模拟能力较强,平均绝对误差和均方根误差均较小,在中国西部地区模拟能力较弱,平均绝对误差和均方根误差较大。与BCC-CSM1. 1(m)和GFDL-CM3模式相比,HADGEM2-ES模式再现中国地区气温季节变化的能力最弱,平均绝对误差和均方根误差在西部部分地区、内蒙古地区和东北地区较大,在华南地区南部较小。在相同模式下,日平均气温模拟效果最好,其次是日最低气温,日最高气温模拟效果最差。纬度、经度、海拔和坡度对气候模式模拟效果的影响存在模式间的差异,而坡向和地形遮蔽度对模式的模拟效果无明显影响。 展开更多
关键词 全球气候模式 气温 空间差异
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基于改进U-Net的CMIP5全球气候模式降尺度方法及其在鄱阳湖流域的应用 被引量:6
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作者 李克诚 陆建忠 +3 位作者 张可睿 陆呈瑜 陈璞 袁明坤 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期320-333,共14页
利用降尺度方法对CMIP5全球气候模式进行空间降尺度并以此研究鄱阳湖流域未来气候时空变化趋势,能够为流域生态环境保护提供数据、技术和理论上的支持.通过简化原始网络结构,在网络首部添加插值层,采用反卷积算法作为上采样算法对传统U-... 利用降尺度方法对CMIP5全球气候模式进行空间降尺度并以此研究鄱阳湖流域未来气候时空变化趋势,能够为流域生态环境保护提供数据、技术和理论上的支持.通过简化原始网络结构,在网络首部添加插值层,采用反卷积算法作为上采样算法对传统U-Net网络进行改进,建立基于深度学习的气候模式空间降尺度模型(DLDM).以1965-2005年鄱阳湖流域共18个气象站点的实测数据为基准,基于IPSL-CM5A-LR和BCC-CSM1.1两个气候模式,在拟合精度和流域极端气候事件模拟能力两方面对比验证了降尺度方法和降尺度后气候模式的模拟性能,结果表明基于DLDM的方法优于基于线性回归的传统统计降尺度方法,IPSL-CM5A-LR模式模拟效果优于BCC-CSM1.1模式.利用DLDM对RCP2.6和RCP8.5两个排放情景下的IPSL-CM5A-LR模式数据进行空间降尺度,基于2006-2100年流域高空间分辨率气候数据分析两情景下流域未来气候的时空变化特征,结果表明流域未来气温在两情景下均持续升高,表现出位于流域中北部、西部、东部和南部4个高温中心,RCP8.5情景下流域气温更高,升温趋势和局部周期变化更加明显;流域未来降水在两情景下先增加后减少,变化趋势较为平缓,表现出北部、中东部和南部3个降水中心,在未来呈现五次“枯-丰”交替,RCP8.5情景下流域降水更少且变化更为剧烈,在2075年左右出现突变并存在周期性振荡. 展开更多
关键词 CMIP5全球气候模式 改进U-Net网络 M-K分析 小波变换 鄱阳湖流域
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二维全球气候模式的发展──由对流层向平流层的扩展
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作者 莫文涛 李维亮 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 1994年第2期158-167,共10页
采用Arakawa(1976) ̄[1]的σ-p混合坐标,将文献[2]模式由对流层扩展到平流层中层(10hPa).垂直分层采用等lnp方案。发展后的模式不仅在计算上具有很好的稳定性,而且能较好地模拟平均温度场、平均纬向... 采用Arakawa(1976) ̄[1]的σ-p混合坐标,将文献[2]模式由对流层扩展到平流层中层(10hPa).垂直分层采用等lnp方案。发展后的模式不仅在计算上具有很好的稳定性,而且能较好地模拟平均温度场、平均纬向风场和平均经向风场及其季节性变化.同时,在模式对流层之上加上平流层后改善了对流层上层环流的模拟. 展开更多
关键词 对流层 平流层 全球气候模式
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基于机器学习和未来气候变化模式的埃塞俄比亚粮食产量预测 被引量:10
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作者 徐宁 李发东 +7 位作者 张秋英 艾治频 冷佩芳 舒旺 田超 李兆 陈刚 乔云峰 《中国生态农业学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期490-504,I0001,I0002,共17页
对于以农业产业为支柱的埃塞俄比亚,粮食供应和安全对国家安全和人民的生计尤为重要。由于作物生长和气候因素之间的复杂耦合关系,预测气候变化对农作物产量影响具有较大难度,机器学习技术为这种复杂系统变化的预测提供了一种有效途径... 对于以农业产业为支柱的埃塞俄比亚,粮食供应和安全对国家安全和人民的生计尤为重要。由于作物生长和气候因素之间的复杂耦合关系,预测气候变化对农作物产量影响具有较大难度,机器学习技术为这种复杂系统变化的预测提供了一种有效途径。本研究利用37个全球气候模式(GCM)的数据以及土壤数据,基于机器学习模型,预测了埃塞俄比亚2021年至2050年5种主要粮食作物在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的产量变化。经GCM和变量的筛选后,利用梅赫季和贝尔格季中5种主要粮食作物的10个产量数据对直方图梯度提升决策树、极端梯度提升随机森林、轻梯度提升决策树、随机森林、极限树以及K近邻6种机器学习模型进行训练。经过模型评估,选择表现良好的3个模型,采用线性回归算法进行堆叠,然后使用堆叠模型进行预测。研究结果表明,未来30年埃塞俄比亚梅赫季5种主要粮食作物产量变化以增产<2 t·hm^(-2)为主;SSP126情景下的贝尔格季将出现更明显的减产现象,这可能是由于温室效应的减缓降低了CO_(2)的施肥效应。随着人类活动造成的生态环境恶化,研究区农业生产对粮食结构改变和重新分配生产力的需求不断增长,导致农作物生产力向新的适宜地区转移。研究区在SSP126和SSP585情景下将分别因为干旱缓解和温室效应加剧而获得更高的粮食作物生产力。 展开更多
关键词 粮食产量 机器学习 气候变化 全球气候模式 埃塞俄比亚
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我国短期气候动力预测模式系统的研究及试验 被引量:64
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作者 丁一汇 刘一鸣 +1 位作者 宋永加 李清泉 《气候与环境研究》 CSCD 2002年第2期236-246,共11页
气候和气候异常对我国的国民经济发展具有重大影响,为提高短期气候预测的准确率,研究动力气候模式短期气候预测新技术至关重要。通过近5年的努力,建立了一套由月动力延伸预报模式,海气耦合的全球气候模式(AGCM+OGCM+海冰+高分辨率印度... 气候和气候异常对我国的国民经济发展具有重大影响,为提高短期气候预测的准确率,研究动力气候模式短期气候预测新技术至关重要。通过近5年的努力,建立了一套由月动力延伸预报模式,海气耦合的全球气候模式(AGCM+OGCM+海冰+高分辨率印度洋一太平洋海盆模式),区域气候模式季和年际尺度的业务动力模式组成的系统。初步把我国的短期气候预测水平由经验统计方法提高到定量和客观分析的水平上。在此基础上,已建成了一个具有物理基础的统计方法与气候动力模式相结合的综合气候预报系统。 展开更多
关键词 短期气候 动力预测 全球气候模式 海气耦合 中国
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基于CMIP6气候模式的华北平原极端气温指数评估和预测 被引量:16
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作者 王慧 肖登攀 +6 位作者 赵彦茜 柏会子 张可慧 唐建昭 刘剑锋 郭风华 刘德立 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2021年第5期86-94,142,共10页
随着全球气候变暖,极端气候事件频发,对自然生态系统、社会经济及人类生产生活带来重要影响。预估未来气候情景下极端气候事件的发生有助于准确评估气候变化的影响程度。该文基于华北平原54个气象站的气候观测资料及CMIP6中20个全球气... 随着全球气候变暖,极端气候事件频发,对自然生态系统、社会经济及人类生产生活带来重要影响。预估未来气候情景下极端气候事件的发生有助于准确评估气候变化的影响程度。该文基于华北平原54个气象站的气候观测资料及CMIP6中20个全球气候模式(GCM)在4个气候情景下的未来气候预测数据,计算9种代表性极端气温指数,利用独立权重均值法(IWM)对多GCMs预测结果进行集合平均,旨在揭示华北平原历史(1971-2010年)和未来(2061-2100年)极端气温指数的时空变化。结果表明:基于IWM方法获得的多模式集合平均值与观测值的均方根误差(RMSE)和相对标准偏差(RSD)均低于算术平均法,能更好地反演历史极端气温指数的变化趋势;预测未来极端高温指数呈显著上升趋势,而极端低温指数将显著降低;极端气温指数(DTR除外)在历史和未来时期均存在明显的空间差异,其中高辐射强迫情景(SSP585)下的极端气温指数变幅最大,空间差异最显著。 展开更多
关键词 极端气温指数 气候变化 全球气候模式 统计降尺度 华北平原 CMIP6
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近50年中国风速变化多气候模式模拟检验 被引量:15
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作者 江滢 罗勇 赵宗慈 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期923-934,共12页
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... 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个全球气候模式和国家气候中心新一代全球气候模式(BCC_CSM1.0.1)模拟的1956—1999年中国近地层(10 m)风速及其变化的模拟能力。研究发现,20个全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。 展开更多
关键词 全球气候模式 风速 检验 模拟
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全球1.5℃和2.0℃升温下潮白河流域气候和径流量变化预估 被引量:9
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作者 郝莹 马京津 +2 位作者 安晶晶 王元 许红梅 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2018年第3期237-246,共10页
潮白河流域为北京主要供水源,其水资源量对北京用水保障至关重要,因此开展该流域在全球1.5℃和2.0℃升温下的径流预估研究具有现实意义。利用1961—2001年WATCH数据对SWAT水文模型进行率定和验证,在此基础上,应用第五次耦合模式比较计划... 潮白河流域为北京主要供水源,其水资源量对北京用水保障至关重要,因此开展该流域在全球1.5℃和2.0℃升温下的径流预估研究具有现实意义。利用1961—2001年WATCH数据对SWAT水文模型进行率定和验证,在此基础上,应用第五次耦合模式比较计划(CMIP5)中5个全球气候模式在典型浓度路径(RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5)下预估的全球1.5℃和2.0℃升温下的数据驱动SWAT模型,开展了潮白河流域气温、降水及径流量的变化预估研究,并量化评估由气候模式和RCPs导致的水文效应的不确定性。结果表明:(1)SWAT模型基本能较好地模拟潮白河流域的月径流特征,应用该模型进行气候变化对径流量的影响评估是可行的。(2)在全球1.5℃和2.0℃升温下,潮白河流域年平均温度较基准期(1976—2005年)分别增加1.5℃和2.2℃,年平均降水量也增加4.9%和7.0%。预估的年径流量在全球1.5℃升温下总体略有增加,盛夏和秋初的径流量占全年的比例也有所增加;在全球2.0℃升温下,年径流量增幅达30%以上,但夏季径流量占全年的比例明显减少。(3)在全球2.0℃升温下,潮白河流域极端丰水流量明显增加,洪涝发生风险增大。(4)未来气温、降水量和径流量的预估都存在一定的不确定性,在全球2.0℃升温下不确定性更大;相对而言,径流量的不确定性要远大于降水量的不确定性;无论是全球1.5℃升温下还是2.0℃升温下,预估不确定性主要来源于全球气候模式。 展开更多
关键词 潮白河流域 SWAT水文模型 全球气候模式(GCMs) 典型浓度路径(RCPs) 径流 预估
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基于全球模式对中国21世纪夏季高温的变化预估 被引量:4
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作者 雷杨娜 龚道溢 +3 位作者 孙娴 何晓嫒 张自银 郭栋 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期85-91,F0002,F0003,共9页
根据12个全球气候系统模式(GCM)3种排放情景(A2,A1B和B1)下对中国地区21世纪近100 a的夏季平均气温的模拟值,以1971—2000年为基准,计算并分析了该区域未来夏季高温的变化趋势.不同排放情景下各模式的模拟结果不同,且各模式对夏季高温... 根据12个全球气候系统模式(GCM)3种排放情景(A2,A1B和B1)下对中国地区21世纪近100 a的夏季平均气温的模拟值,以1971—2000年为基准,计算并分析了该区域未来夏季高温的变化趋势.不同排放情景下各模式的模拟结果不同,且各模式对夏季高温模拟的差异大于对异常高温的模拟.就模式平均而言,A2情景下高温日数最多,A1B次之,B1情景下最少.增长趋势也是A2情景下最快为6.0 d.(100 a)-1,A1B和B1情景分别为5.4和3.4 d.(100 a)-1.对异常高温频次的模拟,B1情景下异常高温频次最多,为8.8 d.a-1,A1B和A2情景下均为8.7 d.a-1,三者之间差距很小.A2情景下异常高温频次增长最快,增长趋势为2.6 d.(100 a)-1,A1B情景下增长略慢,为1.9 d.(100 a)-1,B1情景下增长最慢,仅为1.5 d.(100 a)-1.对3种情景下各模式对高温日数的模拟能力进行了分析,从多方面比较了各模式的模拟能力. 展开更多
关键词 夏季高温 全球气候模式 排放情景 预估
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气候模式中云的垂直重叠假定对模拟的地-气辐射的影响研究 被引量:19
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作者 张华 荆现文 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第3期520-532,共13页
本文将一种新的可以模拟云的多种垂直重叠假定的随机次网格云产生器(SCG)放入NCAR/CAM3气候模式中,利用该产生器得到云的四种垂直重叠结构,即最大重叠(MO)、随机重叠(RO)、最大-随机重叠(MRO)以及近年来发展的一般重叠(GenO),并以GenO... 本文将一种新的可以模拟云的多种垂直重叠假定的随机次网格云产生器(SCG)放入NCAR/CAM3气候模式中,利用该产生器得到云的四种垂直重叠结构,即最大重叠(MO)、随机重叠(RO)、最大-随机重叠(MRO)以及近年来发展的一般重叠(GenO),并以GenO为参照研究了这四种云的重叠结构对模拟的地-气辐射的影响,为气候模式中云的次网格结构选择提供一定的依据。结果表明,MRO、MO和RO总云量分别与Ge-nO总云量(全球平均0.64左右)偏差约-0.012、-0.034和0.026,其中MRO最接近GenO。不同重叠假定对地面接收到的短波辐射通量(DSR)的改变显著,在热带对流区达到16W/m2以上,相当于GenO下该地区相应量的8%~12%,通过了95%信度检验;在中高纬度低云量大的地区也达到4~8W/m2。不同重叠假定对大气顶出射长波辐射(OLR)的改变比其对短波辐射通量的改变小得多,在热带对流区有极大值3~4W/m2。不同的云重叠结构的大气加热率垂直廓线不同,从而影响大气热力结构,其中长波加热率差值(最大约0.1~0.26K/d)比短波加热率差值(最大约0.01~0.025K/d)几乎大一个量级,因此,长波加热率的变化是影响大气热力层结的主要因素。云重叠假定影响地面和大气顶云辐射强迫,并通过柱辐射强迫使得整层气柱的能量收支发生变化,不同纬度变化趋势也不同,从而系统性地改变地-气系统能量在各纬度地区的分配,影响所模拟的气候系统的演变。 展开更多
关键词 云垂直重叠 全球气候模式 随机云产生器
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IPCC第五次评估报告全球和区域气候预估图集评述 被引量:13
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作者 周天军 邹立维 《气候变化研究进展》 CSCD 北大核心 2014年第2期149-152,共4页
与以往4次IPCC评估报告①相比,第五次评估报告(AR5)增加了附录一:“全球和区域气候预估图集”[11.该图集是AR5的特色之一,它利用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)[2]全球气候模式的部分数据,给出了一系列全球和区域气候变化的... 与以往4次IPCC评估报告①相比,第五次评估报告(AR5)增加了附录一:“全球和区域气候预估图集”[11.该图集是AR5的特色之一,它利用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)[2]全球气候模式的部分数据,给出了一系列全球和区域气候变化的图形.这些图形显示了全球和若干不同次大陆尺度区域在不同季节的表面气温变化和降水相对变化(平均降水变化百分比).相对于参考时段(1986-2005年),该图集给出了CMIP5模式预估的近期(2016-2035年)、中期(2046-2065年)和远期(2081-2100年)的20年平均气候变化.该图集针对全球陆地和海洋平均、26个次大陆SREX区域[3]、极地、加勒比海、印度洋的2个区域和太平洋的3个区域,分别给出了历史模拟和预估的温度和降水相对变化的时间序列,时间跨度为1900-2100年. 展开更多
关键词 区域气候变化 评估报告 IPCC 图集 全球气候模式 图形显示 耦合模式 降水变化
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P-σ全球模式的月尺度动力延伸预报试验 被引量:6
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作者 钱永甫 郑琼 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第5期641-649,共9页
用P-σ混合坐标系原始方程模式(Nju—PσM),以观测的瞬时气象要素场作为模式初始场,作了24个月动力延伸预报试验。利用距平符号一致率(P)、距平相关系数(AC)和均方根误差(RMS)对预报结果进行了评估和分析。试验表明 Nju—Pσ... 用P-σ混合坐标系原始方程模式(Nju—PσM),以观测的瞬时气象要素场作为模式初始场,作了24个月动力延伸预报试验。利用距平符号一致率(P)、距平相关系数(AC)和均方根误差(RMS)对预报结果进行了评估和分析。试验表明 Nju—PσM对月平均环流有一定的预报能力,气候漂移订正和预报结果的线性、抛物线型两种合成方法都对预报效果有明显的改进。把动力延伸预报与年际和月际待续性预报进行对比后,表明动力预报结果的各项评估分均为最高。预报场和实况场的空间滤波和经验正交函数(EOF) 分析表明,模式对大尺度天气系统的预报能力较强,而对较小尺度天气系统的预报能力则差一些。 展开更多
关键词 全球气候模式 动力延伸预报 气候漂移证正 气象要素 距平相关系数
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