全球变化研究国家重大科学研究计划(2010CB951904)
- 作品数：6 被引量：39H指数：4
- 相关作者：周天军邹立维林壬萍吴波董璐更多>>
- 相关机构：中国科学院大气物理研究所中国科学院大学中国科学院更多>>
- 发文基金：全球变化研究国家重大科学研究计划中国科学院战略性先导科技专项国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 参加CMIP5计划的四个中国模式模拟的东亚地区降水结构特征及未来变化被引量：11
- 2015年
- 在全球变暖的背景下,降水特征的改变体现为降水总量和降水结构的变化。由于缺乏较为长期、覆盖范围广的较高分辨率逐日降水资料,过去对东亚降水的研究多关注其降水量的长期趋势和时空变率,较少涉及降水结构的变化。本文利用当前最新且分辨率最高、覆盖范围最广的逐日亚洲陆地降水数据集(简称APHRODITE)以及四个中国参加第五次国际耦合模式比较计划(简称CMIP5)的模式(BCC-CSM1-1,BNU-ESM,FGOALS-g2和FGOALS-s2),研究了东亚地区降水结构的观测特征及四个模式的模拟能力。基于此,通过分析四个模式的未来预估试验,探讨东亚地区降水结构在全球变暖背景下的变化。结果表明:整个东亚地区的累积降水量呈现出随着降水强度的增加先增加后减小的分布形态;降水频率则是随着强度的增加显著减小。小雨(中雨)呈现出南少北多(南多北少)的形态;强降水则较多分布在华南沿海以及日本南部地区。长期趋势上,整个东亚地区大体上呈现小雨和30 mm/d以上的大雨增加,而中等强度降水减少的变化趋势。四个模式对东亚降水结构的气候态模拟能力较好。BCC-CSM1-1和FGOALS-g2能够合理再现观测中各个强度降水的变化趋势,而其他模式模拟不出中雨的减小趋势。四个模式的未来预估表明,在全球变暖的背景下,东亚地区30 mm/d以上的强降水会增加。且降水强度越大,增加越明显。以30°N为界,小雨(中雨)在变暖背景下呈现南部增加北部减少(南部减少北部增加)的变化趋势。
- 林壬萍周天军
- 关键词：降水结构降水量降水频率
- 20世纪太平洋海温变化中人为因子与自然因子贡献的模拟研究被引量：5
- 2014年
- 基于中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学国家重点实验室(LASG/IAP)发展的气候系统模式FGOALS_gl对20世纪太平洋海温变化的模拟,讨论了自然因子和人为因子对20世纪太平洋海温变化的相对贡献。观测资料表明,20世纪太平洋平均的SST变化主要分为3个时段:20世纪上半叶的增暖,40—70年代的微弱变冷,70年代之后的迅速增暖。20世纪太平洋SST变化的主导模态是全海盆尺度的振荡上升模态,其次为PDO振荡型,在70年代末PDO存在明显的年代际转型。通过全强迫试验、自然强迫试验、控制试验对上述现象进行归因分析,结果表明,人为因子和内部变率都对第一次增暖有贡献,而人类活动(主要是温室气体的增加)是70年代之后太平洋SST迅速增暖的主要原因。分区域来看,在两个增暖时段中,影响黑潮延伸体区SST变化的主要是自然因子和内部变率,影响其它海域SST变化的则主要是人为因子。全强迫试验可以较好的模拟出前两个模态的空间分布及时间序列。在没有人为因子的影响下,PDO成为太平洋海温变化的主导模态,其年代际转变发生在60年代中期,意味着人为因子是全海盆振荡增暖的主导原因,并且它使得年代际转型滞后了10a。因此,自然因子是导致SST年代际转型中的主导因子,人为因子有"调谐"作用。
- 董璐周天军
- 关键词：气候系统模式
- 西北太平洋热带气旋潜势分布和年际变率的数值模拟被引量：3
- 2013年
- 热带气旋潜势指数是定量表征影响热带气旋生成的大尺度环境条件指标,在不能显式模拟热带气旋的气候系统模式中,常被作为热带气旋的代用指标。基于中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室发展的AGCM GAMIL2.0模式在历史海温驱动下的积分结果,评估了该模式对热带气旋潜势气候态、季节循环和年际变率的模拟能力。并分别从影响热带气旋潜势分布的热力因子(相对湿度、热带气旋最大风速)和动力因子(垂直风切变、绝对涡度、垂直抬升速度)的角度,讨论了造成热带气旋潜势模拟误差的原因。结果表明,在西北太平洋地区,模式能够合理再现热带气旋潜势的气候态分布,但由于GAMIL2.0模拟的相对湿度偏大且向东延伸,造成了热带气旋潜势大值区较之再分析资料偏大且偏东10°。由于GAMIL2.0模拟的季风槽位置偏北偏强,导致模拟的热带气旋潜势季节循环北进偏早而南退偏晚。在年际变化方面,GAMIL2.0能合理模拟出热带气旋潜势在ENSO正负位相东西反向的变化特征,但位于20°—30°N的加强和减弱区的分界线偏西,这与模拟的垂直速度和相对湿度的模拟误差有关,进一步分析表明,这是由于模拟中ENSO事件期间的西北太平洋异常上升中心比观测偏西且偏强造成的。
- 田方兴周天军张丽霞
- 关键词：热带气旋
- IAP/LASG气候系统模式FGOALS_gl预测的海表面温度年代际尺度的演变被引量：6
- 2012年
- 利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的耦合气候系统模式FGOALS_gl,进行了年代际气候回报和预测试验.首先,采用"Incremental Analysis Updates"(IAU)方案同化海洋客观分析资料的三维温度和盐度场,完成对耦合模式海洋分量的初始化.然后,用国际耦合模式比较计划的"20世纪气候模拟试验"20C3M给定的太阳常数、温室气体和硫酸盐气溶胶强迫耦合模式,进行年代际回报试验;在回报试验的基础上,再继续进行对A1B排放情景下的21世纪初20年的预测试验.把回报试验的结果与单纯的20C3M试验的结果进行比较,发现回报试验对热带中东太平洋和中纬度东北太平洋等区域海表面温度(SST)的年代际变率的模拟技巧远高于20C3M试验的结果.这表明,海洋初始化过程能够有效地提高耦合模式对年代际变率较大区域的预测技巧.预测试验表明,目前热带中东太平洋SST已经达到年代际振荡负位相的谷值,之后10～15年将逐渐增暖.同时,预测试验预测的2000～2010年全球平均表面温度的增暖速度显著落后于A1B情景试验的结果,之后则超过A1B试验.
- 吴波周天军
- 关键词：气候系统模式IPCC
- 热带太平洋沃克环流变化的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 针对LASGBAP发展的耦合系统模式FGOALS-g2和FGOALS—s2，评估了其对热带太平洋沃克环流气候态的模拟能力，在此基础上，分析了沃克环流的变化特征，讨论了沃克环流变化的机理。对20世纪历史模拟结果的分析表明，两个模式均能够合理再现热带太平洋沃克环流气候态分布特征。观测中，过去百年（1900—2004年）和过去55年（1950～2004年），沃克环流减弱，而近23年（1982～2004年），沃克环流增强。在三个时间段内，FGOALS-g2模拟的沃克环流均减弱。FGOALS-s2中，过去百年赤道太平洋大气环流减弱，整个热带太平洋大气环流变化不明显；而在过去55年和近23年，模拟的沃克环流均增强。沃克环流变化模拟偏差与模式模拟的内部变率与观测不一致有关。降水与边界层向对流层输送的水汽相平衡的水循环约束关系可以很好地解释沃克环流的变化。FGOALS—g2中，在过去百年、55年和23年间，热带西太平洋降水相对变率（△P／P）增幅小于水汽相对变率（△q/q）增幅、东太平洋冷舌区△P/P增幅大于△q／q增幅，造成沃克环流减弱。FGOALS—s2中，在过去55年及23年间，热带西太平洋对流质量交换增强，东太平洋对流质量交换减弱，使得沃克环流增强。热带太平洋SST变化趋势分布型主导着沃克环流的变化。在过去55年和23年间，FGOALS—g2（FGOALS—s2）中，热带太平洋海表面温度（SST）变化表现为类El Nino（La Nina）型分布，对应沃克环流减弱（增强）。因此，气候系统模式合理模拟沃克环流变化的前提是对热带太平洋SST变化空间型的成功模拟。这一结论得到AMIP试验结果的支持。
- 马双梅周天军
- 关键词：沃克环流
- 区域海气耦合模式研究进展被引量：13
- 2012年
- 区域海气耦合模式是进行区域尺度气候模拟和预估的重要工具,近年来得到快速发展。在阐述区域海气耦合过程重要性的基础上,对当今国内外主要的区域海气耦合模式研究进展进行总结,归纳区域海气耦合模拟所关注的核心科学问题,介绍区域海气耦合模式的技术特点。发展基于耦合器且无通量订正的区域海气耦合模式是区域海气耦合模式发展的主流方向。当前国际上区域海气耦合模拟所关注的主要科学问题,包括区域海气耦合模式对区域海洋过程的模拟、区域海气耦合模式对区域大气过程的模拟、亚洲—西北太平洋季风模拟及其耦合模拟海表面温度(SST)冷偏差问题、热带海气相互作用过程模拟,以及区域海气耦合模式对未来气候变化的预估研究等。对上述5个方面科学问题的研究思路和主要科学结论进行总结,重点关注针对亚洲—西北太平洋季风区的区域海气耦合模拟研究,对区域海气耦合过程改进亚洲—西北太平洋地区降水模拟的物理机制,及在该区域模拟SST冷偏差的成因亦进行相关归纳和总结。最后提出当前区域海气耦合模拟亟待解决的关键科学问题。
- 邹立维周天军
- 关键词：区域气候模拟区域海气耦合模式
