论文部分内容阅读
与全球环流模式相比,高分辨率的区域气候模式不仅可以更好描述物理过程及其参数化,同时又可以获取更小尺度的强迫信息,对于区域与局地气候的描述可以更精确。中国地处东亚季风区,地形复杂,气候多变,全球模式对中国气候的模拟经常出现明显的偏差,使得区域气候模式在这一区域的的应用更加重要,RegCM系列模式是目前应用最广的区域气候模式之一,2010年6月RegCM的最新版本4.0发行,在很多物理过程上进行了改进,但其在我国气候模拟中目前还没有得到应用,因此检验其在我国的实用性并与上一版本作比较是十分必要的。本文采用RegCM3及RegCM系列最新版本RegCM4,利用美国国家环境预测中心(NCEP)再分析数据Ⅱ及NOAA的周平均海温资料,对我国4个典型多雨年(1998年,2003年,2007年和20110年)及从1982-2010近30年的夏季气候进行模拟试验,将得到的结果与中国743站降水、温度资料通过诊断和统计检验进行对比分析,并初步探讨不同版本模式对中国区域陆面过程的模拟的差异及其对气候模拟的影响,主要结论如下:
(1)从多年平均看,RegCM3、RegCM4-BATS、RegCM4-CLM3.5基本能模拟出中国地区的降水空间型态和主要雨带,但模拟的雨带位置与观测存在一定的偏差,位置整体偏南。相对而言,RegCM4-BATS模拟的雨带位置与观测更接近,尤其是对东南沿海强降水带的模拟,其他两个方案模拟的强降水范围较小,量值也较低。
(2)三种方案模拟的全国夏季平均降水较观测存在不同程度的偏少。相对而言,RegCM4-BATS模拟的降水较其他两个方案大,更接近观测,对降水空间分布型态的模拟也较好。总体而言,三个方案在对湿润区降水的模拟偏少,尤其是RegCM3和RegCM4-CLM3.5,其中在江淮和江南较为突出;对干旱半干旱、半湿润区降水的模拟则偏多,尤其是在东北和高原东部地区。
(3) RegCM3、RegCM4-BATS、RegCM4-CLM3.5三种方案都能够模拟出位于东南沿海及新疆沙漠地带的温度高值区。RegCM3在东南沿海模拟的温度值较低,另外两种方案模拟的东南沿海温度高值区量值与观测更为接近,但位置略偏北。三种方案都模拟出了青藏高原冷区的存在,但模拟的冷区范围比观测偏大,并且冷中心的温度也比观测低。此外,三种方案在天山地区模拟的温度也出现了不同程度的偏低。
(4)三种方案模拟的全国近29年夏季平均温度都小于观测值,三种方案的模拟均存在冷偏差。RegCM3模拟的夏季平均温度在全国范围偏低较多,相对而言,RegCM4-BATS模拟的夏季平均温度空间分布型态与实际最为接近。同时RegCM4-BAT在温度年际变化趋势的模拟上与观测较为一致;RegCM4的两种方案相对夏季平均温度长期变化趋势的模拟均优于比RegCM3.0。
(5)模式模拟的感热与温度呈较好的正相关关系,无论是典型年还是多年平均的感热在江淮和华南RegCM4-CLM3.5模拟都较大,而同时其在江淮和华南模拟的温度过高,由此可见陆面过程模拟的准确性对大气过程有较大影响。三种方案模拟的全国夏季土壤湿度分布较为符合实际。土壤湿度和降水也有着很好的正相关关系,虽然土壤湿度并不是影响降水的唯一因子,但土壤湿度的量值和分布对降水的模拟有很大影响。RegCM4-BATS模拟的土壤湿度相对准确,其模拟的降水也总体较好。
(1)从多年平均看,RegCM3、RegCM4-BATS、RegCM4-CLM3.5基本能模拟出中国地区的降水空间型态和主要雨带,但模拟的雨带位置与观测存在一定的偏差,位置整体偏南。相对而言,RegCM4-BATS模拟的雨带位置与观测更接近,尤其是对东南沿海强降水带的模拟,其他两个方案模拟的强降水范围较小,量值也较低。
(2)三种方案模拟的全国夏季平均降水较观测存在不同程度的偏少。相对而言,RegCM4-BATS模拟的降水较其他两个方案大,更接近观测,对降水空间分布型态的模拟也较好。总体而言,三个方案在对湿润区降水的模拟偏少,尤其是RegCM3和RegCM4-CLM3.5,其中在江淮和江南较为突出;对干旱半干旱、半湿润区降水的模拟则偏多,尤其是在东北和高原东部地区。
(3) RegCM3、RegCM4-BATS、RegCM4-CLM3.5三种方案都能够模拟出位于东南沿海及新疆沙漠地带的温度高值区。RegCM3在东南沿海模拟的温度值较低,另外两种方案模拟的东南沿海温度高值区量值与观测更为接近,但位置略偏北。三种方案都模拟出了青藏高原冷区的存在,但模拟的冷区范围比观测偏大,并且冷中心的温度也比观测低。此外,三种方案在天山地区模拟的温度也出现了不同程度的偏低。
(4)三种方案模拟的全国近29年夏季平均温度都小于观测值,三种方案的模拟均存在冷偏差。RegCM3模拟的夏季平均温度在全国范围偏低较多,相对而言,RegCM4-BATS模拟的夏季平均温度空间分布型态与实际最为接近。同时RegCM4-BAT在温度年际变化趋势的模拟上与观测较为一致;RegCM4的两种方案相对夏季平均温度长期变化趋势的模拟均优于比RegCM3.0。
(5)模式模拟的感热与温度呈较好的正相关关系,无论是典型年还是多年平均的感热在江淮和华南RegCM4-CLM3.5模拟都较大,而同时其在江淮和华南模拟的温度过高,由此可见陆面过程模拟的准确性对大气过程有较大影响。三种方案模拟的全国夏季土壤湿度分布较为符合实际。土壤湿度和降水也有着很好的正相关关系,虽然土壤湿度并不是影响降水的唯一因子,但土壤湿度的量值和分布对降水的模拟有很大影响。RegCM4-BATS模拟的土壤湿度相对准确,其模拟的降水也总体较好。