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《中国农业科学院》 2010年
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PRECIS和RegCM3对中国区域气候的长期模拟比较

王芳栋  
【摘要】: 气候变暖以及越来越频繁的各类极端气候事件给世界各国的人民生活、生态环境和经济发展造成了严重影响,因此气候变化成为当前一个重要的研究课题。作为研究气候以及气候变化不可或缺的工具,气候数值模式正广泛地应用于气候模拟、预测之中,这其中区域气候模式以其分辨率高、细致描绘区域信息等显著特征,正成为研究区域气候变化的重要途径之一。 英国Hadley气候预测与研究中心的PRECIS和意大利国际理论物理中心的RegCM3是目前得到广泛应用的区域气候模式,但对于两个模式在中国区域长期积分的比较研究目前还没有开展。本文即是对比分析了这两个区域气候模式在相同边界强迫、区域、分辨率设置下对中国地区温度和降水的长期模拟能力。首先利用ERA40分别驱动两个模式完成对中国地区40多年(1958.12-2001.11)的气候模拟;然后综合分析比较了两个模式对中国区域温度和降水的气候态和年际变率,以及对中国四个典型分区(东北、华北、长江中下游、华南)区域平均的气温和降水年际变化的模拟能力;最后分析检验了两个模式对极端气候事件的模拟能力。 通过本文的研究可以得到以下主要结论: (1)PRECIS和RegCM3均能较好模拟出中国地区多年平均气温的空间分布特征,但PRECIS存在着系统性的暖偏差,而RegCM3则以冷偏差为主。观测气温的年际变率在两个模式中也可以得到很好的再现,但对于中心的位置和强度,两个模式都存在着一定的偏差。时间相关系数分析表明两个模式对中国东部四个典型区域平均的气温年际变化模拟较好,可以模拟出观测中出现的一些典型年份,年平均尺度上RegCM3与观测的相关性更高,但冬季和夏季两个模式则互有优劣。 (2)对于中国地区降水,两个模式可以基本模拟出降水的空间分布和年际变率,PRECIS模拟的降水高值中心、变率较大区域的位置和强度较RegCM3更接近于观测。中国四个典型区域中,两个模式模拟的长江中下游地区降水年际变化最好,华南次之,华北和东北最差。两个模式相比,PRECIS模拟的降水年际变化幅度比RegCM3偏强,但和观测的相关性要强于RegCM3。 (3)两个模式对所选的极端温度指标的空间分布具有较好的模拟能力,与观测呈显著正相关,对于中国地区平均的极端温度指标的年际变化也可以很好地再现,尤其体现在全球气温在20世纪90年代加速变暖背景下的极端温度指标的变化上。和观测相比,PRECIS模拟的一些极端温度指标要强于观测,但和观测的相关性较好;RegCM3则要弱于观测且与观测的相关系数通过显著性检验的区域较PRECIS偏少。 (4)极端降水方面,PRECIS和RegCM3对极端降水指标的空间分布和年际变化特征也具有一定的模拟能力,可以基本模拟出观测极端降水指标的高低值分布。与观测的相关性在中国绝大部分地区为正,这其中以雨日、连续最大干日数模拟效果最好,而简单降水强度、最大连续5日降水模拟效果较差;同时对比两个模式可以发现,PRECIS与观测的相关性整体上要高于RegCM3。两个模式对极端降水指标年际变化的模拟效果各个指标之间差别较大, RR1模拟效果较好, RX5day和CDD效果较差。相比极端温度事件的模拟效果,极端降水事件模拟较差。
【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】:2010
【分类号】:P467

【引证文献】
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