基于中国科学院自主研发的第二代地球系统模式CAS-ESM2.0,本研究通过在陆面分量模式CoLM(Common Land Model)中引入植被水力模型以替换原有的经验性方案,开展了两组34年(1981~2014年)的AMIP(Atmospheric Model Intercomparison Project...基于中国科学院自主研发的第二代地球系统模式CAS-ESM2.0,本研究通过在陆面分量模式CoLM(Common Land Model)中引入植被水力模型以替换原有的经验性方案,开展了两组34年(1981~2014年)的AMIP(Atmospheric Model Intercomparison Project)数值模拟试验,探讨了植被水力方案的引入对中国夏季降水模拟的影响。结果表明,植被水力方案的引入能够显著降低CAS-ESM2.0模式对中国夏季降水气候态的模拟偏差,特别是显著改进了中国东部、青藏高原降水的低估,青藏高原以东的川西地区降水高估的偏差,同时也改善了夏季降水年际变率和极端大雨日数的模拟性能。进一步分析显示,植被水力方案的改进显著减小了土壤湿度在长江流域偏干、青藏高原偏湿的模式模拟偏差,降低了我国中东部以及青藏高原地表感热通量和潜热通量的模拟偏差,改善了模式对陆气相互作用过程的模拟能力。陆气相互作用的改进显著提升了模式对东亚季风环流的模拟,改进后的模式模拟的西北太平洋海平面气压的负偏差显著降低,有利于西南季风以及西北太平洋向我国东部的水汽输送,同时在对流层低层出现反气旋异常响应,有效改善了中国东部南风偏弱及水汽辐合偏弱的模拟偏差,使得我国东部降水负偏差显著减小。以上结果表明,包括植被水力过程的陆气相互作用的合理表述是改善东亚夏季降水模拟的重要途径之一。展开更多
基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时...基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时空变率的两个主要模态(偶极子型模态和全区一致型模态),但是不同超前时间的预测在刻画模态方差贡献、异常空间分布特征、时间系数的年际变化等方面存在明显误差;(2)模式能够合理预测大尺度环流和海表温度(SST)的变化特征,但是对中国东部夏季降水的总体预测技巧有限,这与模式不能准确刻画西太平洋副热带高压、大陆高压、中高纬阻塞高压等环流系统以及热带太平洋、印度洋SST变率对中国东部降水模态的影响有关;(3)针对1991~2003年回报试验数据中的500 h Pa位势高度、850 h Pa纬向风和经向风、SST变量,在全球范围内寻找并定位与中国东部站点降水关系最密切的预报因子,进而建立针对降水预测的单因子线性回归、多因子逐步和多元回归模型。采用2004~2013年回报试验对所建立的降水预测模型进行了独立检验,结果表明:所建立的降尺度预测模型能显著提高中国东部地区夏季降水的预报技巧。以6月1日起报试验为例,预测的第一模态(第二模态)与观测的空间相关系数由原始的0.12(0.48)提高到了0.58(0.80),时间相关系数则从0.47(0.15)提高到0.80(0.67);其它超前时间的预测试验中,降尺度预测模型的降水预测技巧相比模式原始预测技巧也同样明显提高。展开更多
文摘基于中国科学院自主研发的第二代地球系统模式CAS-ESM2.0,本研究通过在陆面分量模式CoLM(Common Land Model)中引入植被水力模型以替换原有的经验性方案,开展了两组34年(1981~2014年)的AMIP(Atmospheric Model Intercomparison Project)数值模拟试验,探讨了植被水力方案的引入对中国夏季降水模拟的影响。结果表明,植被水力方案的引入能够显著降低CAS-ESM2.0模式对中国夏季降水气候态的模拟偏差,特别是显著改进了中国东部、青藏高原降水的低估,青藏高原以东的川西地区降水高估的偏差,同时也改善了夏季降水年际变率和极端大雨日数的模拟性能。进一步分析显示,植被水力方案的改进显著减小了土壤湿度在长江流域偏干、青藏高原偏湿的模式模拟偏差,降低了我国中东部以及青藏高原地表感热通量和潜热通量的模拟偏差,改善了模式对陆气相互作用过程的模拟能力。陆气相互作用的改进显著提升了模式对东亚季风环流的模拟,改进后的模式模拟的西北太平洋海平面气压的负偏差显著降低,有利于西南季风以及西北太平洋向我国东部的水汽输送,同时在对流层低层出现反气旋异常响应,有效改善了中国东部南风偏弱及水汽辐合偏弱的模拟偏差,使得我国东部降水负偏差显著减小。以上结果表明,包括植被水力过程的陆气相互作用的合理表述是改善东亚夏季降水模拟的重要途径之一。
文摘基于国家气候中心第二代季节预测模式的历史回报试验数据,检验了模式对我国东部夏季降水的预测能力,探讨了预测误差形成的可能原因,并应用降尺度方法提高了模式的降水预测技巧。分析表明:(1)模式能在一定程度上把握我国东部夏季降水时空变率的两个主要模态(偶极子型模态和全区一致型模态),但是不同超前时间的预测在刻画模态方差贡献、异常空间分布特征、时间系数的年际变化等方面存在明显误差;(2)模式能够合理预测大尺度环流和海表温度(SST)的变化特征,但是对中国东部夏季降水的总体预测技巧有限,这与模式不能准确刻画西太平洋副热带高压、大陆高压、中高纬阻塞高压等环流系统以及热带太平洋、印度洋SST变率对中国东部降水模态的影响有关;(3)针对1991~2003年回报试验数据中的500 h Pa位势高度、850 h Pa纬向风和经向风、SST变量,在全球范围内寻找并定位与中国东部站点降水关系最密切的预报因子,进而建立针对降水预测的单因子线性回归、多因子逐步和多元回归模型。采用2004~2013年回报试验对所建立的降水预测模型进行了独立检验,结果表明:所建立的降尺度预测模型能显著提高中国东部地区夏季降水的预报技巧。以6月1日起报试验为例,预测的第一模态(第二模态)与观测的空间相关系数由原始的0.12(0.48)提高到了0.58(0.80),时间相关系数则从0.47(0.15)提高到0.80(0.67);其它超前时间的预测试验中,降尺度预测模型的降水预测技巧相比模式原始预测技巧也同样明显提高。
