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《中国农业科学院》 2011年
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中国区域气候的GCM与RCM模拟结果的对比分析

刘珂  
【摘要】:20世纪以来,在全球气候变暖的大背景下,极端气候事件频繁发生,中国区域的气候也发生了巨大的变化。从1951年至2001年,年平均地面气温升高1.1℃,增温速率达0.22℃/10a,与平均气温增加对应的是各种极端天气气候事件也发生了变化。在气候变化研究中,利用气候模式模拟是一种有效的方式,至今已经有许多的学者对全球气候模式(GCM)和区域气候模式(RCM)的模拟结果进行了分析,分析表明GCM和RCM对中国区域的气候具有一定的模拟能力,但存在一定的偏差。针对单个GCM在空间分辨率和系统偏差方面模拟效果的局限性,本文将IPCC AR4发布的20个GCM按分辨率分为高/中/低分辨率的模式集合,同时利用高分辨率的区域气候模式(PRECIS)的模拟结果,对比分析了GCM集合结果和RCM在中国区域的的模拟结果。文中分析的气候要素包括:年/夏季/冬季平均气温,年/夏季/冬季平均降水量,日最高/低气温,极端年较差,霜冻日数,高温热浪指数,连续干日数,极端降水贡献率,连续5日最大降水量。每个指标主要从空间分布,时间变化趋势特征进行分析,并初步得到以下结论: 1.平均气温方面,高分辨率的气候模式能够更准确地模拟出中国区域的平均气温的空间变化特征,尤其是在西藏高原地区;而高分辨率的RCM明显改进了GCM的模拟效果。在平均气温的变化趋势上,低分辨率的GCM模拟的平均气温的变化趋势与观测最接近; 2.与气温相联系的极端气温事件方面,高分辨率的GCM和RCM对极端气温事件的效果相对较好。在极端低温和极端高温事件中,气候模式对极端低温事件的模拟效果好于极端高温事件。在对极端气温事件的变化趋势上:极端低温事件,高分辨率的气候模式模拟的极端气温的变化趋势稍好于低分辨率的气候模式;极端高温事件,中等分辨率的GCM对高温事件的变化趋势模拟效果较好,而其他模式模拟的效果差; 3.平均降水量方面,各气候模式集合对平均降水量的模拟效果较平均气温较差,各类GCM在西藏高原南部和西部的降水量偏多,在华南地区平均降水量偏少,高等分辨率的GCM相对于低分辨的GCM,模拟效果改进主要在西藏高原地区,而在华南地区,则未见改进;RCM相对于GCM,在西藏高原和华南地区,模式模拟的降水量分布特征有了明显的改进,这与RCM中加入了中尺度物理过程和更精确的地形因子有关。在平均降水量的变化趋势上,中等分辨率的GCM模拟的平均降水量的变化趋势最接近观测; 4.极端降水事件方面,RCM相对于GCM模拟的极端降水事件与观测更接近。各GCM集合中,空间分辨率越高,模拟的极端降水事件的空间分布特征越好。极端降水事件的变化趋势:在无雨事件的变化趋势上,低分辨率的GCM集合模拟的变化趋势与观测最接近;在极端降水的变化趋势上,高分辨率的RCM模拟的极端降水事件的变化趋势更接近与观测; 5.模式在模拟的平均气温和平均降水的变化趋势上,GCM模拟的气候要素的变化趋势的年际变率偏小,而RCM模拟的气候要素变化趋势的年际变率偏大。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P467

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【引证文献】
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【参考文献】
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