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
全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(Nan...全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(NanjingNormalUniversity-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去21ka以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了9.2ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因。结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了9.6~9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了0.38Wm^(2),亚洲季风区夏季平均降水减少了0.17mmd^(-1)。而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响。NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加。热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风。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。
文摘全新世发生了一系列的亚洲季风突变事件,其中距今9.2ka的弱季风事件较少受到关注,其存在与否以及成因机制仍然存在争议。本文利用通用地球系统模式(Community Earth SystemModel,CESM)进行全新世以来瞬变积分气候模拟试验得到的结果(NanjingNormalUniversity-12ka,NNU-12ka)对比重建资料和国际上已完成的过去21ka以来的瞬变积分模拟试验(Transient Climate Evolution over the last 21000 years,TraCE-21ka),探究了9.2ka亚洲弱季风事件的时空特征及其成因。结果表明:NNU-12ka太阳活动敏感性试验模拟出了9.6~9.4ka前后的亚洲弱季风事件,此时总太阳辐射减少了0.38Wm^(2),亚洲季风区夏季平均降水减少了0.17mmd^(-1)。而基于TraCE-21ka的全强迫试验结果表明,冰川融水和冰盖变化对该时期亚洲季风变化没有显著影响。NNU-12ka太阳活动试验中亚洲热带季风区夏季降水减少尤为明显,在我国东北地区降水略有增加。热带季风减弱的原因是由于太阳辐射的骤降导致亚洲海陆热力梯度减弱,加强亚洲陆地的海平面气压,引起热带季风区的异常下沉运动,抑制水汽向亚洲季风区输送,进而通过动力作用减弱季风。
