【摘 要】
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使用对中国和东亚气候有较强模拟能力的高分辨率区域气候模式,对中国区域气候年际变率进行模拟分析,将对改进数值模式的模拟和预测效果,更深入的了解当地气候,从而提高我国区域气候变率和变化的预测水平,具有重要意义。本研究所采用的区域气候模式RegCM3(可由网站http://www.ictp.it/pubregcm得到),为意大利国际理论物理中心(ICTP)于近年间研制开发的RegCM2模式的改进版。首先
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使用对中国和东亚气候有较强模拟能力的高分辨率区域气候模式,对中国区域气候年际变率进行模拟分析,将对改进数值模式的模拟和预测效果,更深入的了解当地气候,从而提高我国区域气候变率和变化的预测水平,具有重要意义。本研究所采用的区域气候模式RegCM3(可由网站http://www.ictp.it/pubregcm得到),为意大利国际理论物理中心(ICTP)于近年间研制开发的RegCM2模式的改进版。首先使用区域气候模式RegCM3,嵌套NCEP再分析资料,对1993~2002年中国及各分区气候及其年际变率进行了模拟和检验。主要针对中国及其各分区气温、降水的年际变率进行分析,检验模式对中国及其各分区气候的模拟能力,比较其气候年际变率的异同,从而为了解中国地区气候的可预报性,为提高区域级短期预测水平服务。研究得到的主要结果如下:模式对中国及其各分区气候平均态的模拟能力较好,对年平均、夏季平均气温和降水的分布均有一定的模拟能力,并能够较好的模拟出年内逐月平均气温、降水的变化,其中气温的模拟相对降水要好,各分区降水模拟能力的差异比气温要大,但模式对大多数分区的降水仍有一定的模拟能力。就年际变率而言,模式对中国及其大部分区域气温和降水的年际变率都具有一定的模拟能力,但存在的误差仍有一定的区域性差异。模式对年平均气温年际变率的模拟能力较好,模拟与观测的气温距平逐年变化除东北地区外均通过了95%的显著性检验,模式对各分区降水年际变率的模拟能力较弱,仅在华东、西北及中南地区有一定的模拟能力,此外,对多数分区夏季平均气温年际变率有一定的模拟能力,但华东、中南、西藏、华南等地模拟较差,对夏季降水年际变率的模拟能力较弱,仅西北1、西北2及中南地区模拟较好。另外,针对2006年夏季川(四川)渝(重庆)地区的高温干旱事件,使用RegCM3,采用双重嵌套和次网格(SUB-BATS)方法,进行中国和三峡地区2005~2007年气候50 km和10 km(通过SUB-BATS方法达到2 km)分辨率数值模拟,并在此基础上,进行了三峡地区下垫面改变(三峡水库建成蓄水)的气候效应模拟试验,重点分析了模式对中国和三峡地区夏季气候和气候异常的模拟能力,以及三峡水库对气温和降水的影响。结果表明,模式能较好的模拟出中国和川渝地区的气候及以2006年川渝地区高温干旱为代表的气候异常,双重嵌套和SUB-BATS方法的应用,使得模式能够提供局地和区域气候更详细的信息。有无三峡水库的对比试验表明,水库对周边区域气温、降水的影响很小,大部分格点上的变化达不到统计信度检验标准,气温变化中少数通过检验格点基本集中于水库水体本身上,邻近区域内气温和降水的变化随距库区距离变远而变的更弱。除了库区本身降温外,模拟结果中出现的变化更多表现为模式中出现的噪音。2006年夏季的川渝高温干旱,更多是由于大的环流场造成的,和局地强迫的关系不大,三峡水库在其中所起的作用非常微弱,可以忽略不计。本文的创新之处在于:系统性的研究了区域气候模式对中国及其各分区气候年际变率的模拟能力,检验了模式的性能,同时在中国地区的可预报性方面也提供了一定的参考价值。另外三峡水库气候效应的研究使用了双重嵌套的RegCM3,模式水平分辨率达到了10 km,使用SUB-BATS次网格方法,水平分辨率达到了2×2 km。这样高的分辨率可以给三峡地区地形和各气候要素的分布提供更详细的描述,从而使模拟结果更加细化和可靠。
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