论文部分内容阅读
本文利用第五次耦合模式比较计划(Phase5of Coupled Model Intercomparison Project,简记为CMIP5)提供的39个全球气候模式模拟的1961-2005年的逐月500hPa位势高度场资料,以及同期美国国家环境预测中心(National Centers for Environmental Prediction,简记为NCEP)再分析资料,首先通过经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,简记为EOF)提取主要模态,基于泰勒图方法、概率分布函数(probability density functions,简记为PDFs)的Brier评分(BS)和显著性评分(Sscore)指标,探讨CMIP5模式对东亚500hPa高度场主要模态时空结构的模拟能力,其次评估了模式对冬季PNA以及夏季EAP两种遥相关型态的模拟情况,试图寻求具有较好东亚环流型态模拟能力的气候模式以及模拟较好的型态。结果表明：(1)基于EOF方法得到冬季主要模态后,与观测的前三个主要模态相比,CMIP5模式能够模拟出东亚冬季500hPa高度场主要模态。各模式对冬季模态WP型模拟能力最强,第3模态最差,对冬季主要模态空间结构模拟较好的模式为IPSL-CM5B-LR、 MPI-ESM-P、 CMCC-CMS、 FGOALS-g2、 HadGEM2-ES;各模式对主要模态时间系数PDF特征的模拟评估表明,冬季第2模态PDF模拟较好,其次为WP型,其主要模态时间系数PDF模拟较好的模式为CESM1-FASTCHEM、 HadGEM2-ES、INM-CM4、 GISS-E2-H、 BCC-CSM1-1;综合时空结构模式模拟能力,对冬季主要模态模拟较好的前5个模式为HadGEM2-ES、 IPSL-CM5B-LR, CESM1-FASTCHEM、 INM-CM4、 BCC-CSM1-1。(2)基于EOF方法得到夏季主要模态后,与观测的前四个主要模态相比,CMIP5模式能够模拟出东亚夏季500hPa高度场主要模态。各模式对夏季第1模态空间结构模拟能力最强,其次分别为第2模态和第3模态,西太平洋遥相关型(简记WP型)较差,对夏季主要模态空间结构模拟较好的模式为ECEARTH、 CanESM2、 CMCC-CM、 GFDL-ESM2G、 IPSL-CM5A-MR;各模式对夏季第2模态时间系数PDF模拟较好,其次分别为第3模态、WP型、第1模态,其主要模态时间系数PDF模拟较好的模式为CCSM4、 HadGEM2-CC、 GFDL-CM3、 MRI-CGCM3、 NorESM1-M;综合时空结构模式模拟能力,对夏季主要模态模拟较好的前5个模式为ECEARTH、CMCC-CM、 CCSM4、CANESM2. MIROC5。(3)比较模式对EOF方法提取的冬、夏季主要模态的模拟,各模式对冬季主要模态时空结构的模拟能力都高于夏季。从冬、夏季模式时空排名可以看出,FGOALS-g2、HadGEM2-CC、 CMCC-CMS、 CESM1-FASTCHEM对冬、夏季主要模态时空结构均模拟较好。(4)基于PNA指数得到PNA遥相关型,与观测PNA遥相关型对比,所有模式都能模拟出冬季PNA遥相关型。各模式对冬季PNA模拟能力较强的前5个模式为HadGEM2-ES、 ACCESS1-0、GFDL-CM3、 MIROC-ESM、 MPI-ESM-LR;各模式对冬季PNA时间系数PDF特征的模拟评估表明,NU-ESM、HadGEM2-ES、 CESM1-WACCM、 MPI-ESM-MR对冬季PNA模拟较好；综合冬季PNA时空结构模式的模拟能力,可以得到HadGEM2-ES, MPI-ESM-MR、 CNRM-CM5、 CESM1-CAM5、 BNU-ESM对冬季PNA时空结构模拟较好。(5)基于EAP指数得到EAP遥相关型,与观测EAP遥相关型对比,所有模式都能模拟出夏季EAP遥相关型。各模式对夏季EAP模拟能力较强的前5个模式为CANESM2、 CESM1-WACCM、 CMCC-CMS、 GFDL-ESM2G、 MPI-ESM-MR；各模式对夏季EAP时间系数PDF特征的模拟评估表明,HadGEM2-CC、 CCSM4、 CNRM-CM5、 MIROC-ESM-CHEM对夏季EAP时间系数PDF模拟较好；综合夏季EAP时空结构模式的模拟能力,可以得到CCSM4、 CESM1-WACCM、 HadGEM2-CC、CANESM2、 CNRM-CM5对夏季EAP时空结构模拟较好。(6) CNRM-CM5、 CESM1-WACCM、 MPI-ESM-MR、 GISS-E2-R对东亚冬季PNA以及夏季EAP这两个遥相关型的时空结构模拟均较好。