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A1B情景下中国东部区域气候变化的数值模拟

吕劲文  
【摘要】: 气候变化及其对经济和社会发展的影响已成为当前世界各国政府和科学家们所关注的重大问题。除气候的自然变化外,由于人类活动引起的全球气候和生态环境变化也日益引起人们的重视,而数值模拟为人们了解人类活动对气候的影响程度并预估气候变化趋势提供了重要的手段。考虑到全球气候的变化与区域变化存在不一致性,因而需要对区域气候的变化趋势进行单独研究。我国东部地区人口密度大,是世界典型的季风区。本文在对RegCM3区域气候模式模拟能力进行检验的基础上,重点探讨了IPCC提出的AIB情景下我国东部地区未来气候的变化趋势,为国家有关部门制订相应的气候变化适应性政策提供参考。具体的工作如下: (1)区域气候具有其独特性,在进行数值模拟之前首先需对各种物理过程参数化方案进行敏感性试验,以选取适用于区域气候模拟的方案。笔者通过对我国东部夏季洪涝灾害严重的1998年进行模拟,统计分析了各方案对研究范围内气温、降水和500hPa位势高度场的模拟效果。结果表明,线性松弛方案和MIT-Emanuel积云对流参数化方案较其余方案适用于我国东部气候的模拟。 (2)在选取了合理的物理过程参数化方案后,对区域气候模式RegCM3在我国东部的模拟能力进行检验。本文采用EH50M为区域气候模式提供初边界条件,该模式是世界气候研究计划(WCRP)推动制订的全球海-气耦合模式对比计划(CMIP3)中最为成功的模式之一。通过对当代(1981-2000年)气候的长时间积分试验表明,RegCM3能较好地再现我国东部气候的基本特征,这为下一步开展21世纪中期区域气候的模拟提供了可靠依据。 (3)在IPCC A1B情景下对我国东部地区21世纪中期气候进行了模拟,主要探讨了气温、降水和对流层高(200hPa)、中(500hPa)、低层(850hPa)的环流形势,并将模拟结果与当代(1981-2000年)进行比对以了解未来我国东部各气候要素可能发生的时空变化。未来我国东部四个分区年平均温度的增幅在1.02-2.85℃之间,其中华东地区的增幅最小,而华南最大,并且各分区冬季气温的年际变化将较当代明显,出现冬季异常寒冷或温暖的可能性增大。降水方面,未来我国东部地区的多年平均降水量将较当代有所增大,降水增幅小的分区平均气温增幅大,而降水增幅大的分区气温增幅小。环流形势方面,500hPa位势高度场较当代略有北抬,未来东亚大槽的影响范围有所北移,而西太平洋副高控制范围有向北扩展的趋势;850hpa位势高度场较当代的变化不甚明显;200hPa位势高度,未来夏季的急流带较当代更宽,跨越的纬度更广,并且在日本海上空有明显的急流中心。冬季,急流影响范围将较当代有东移倾向,急流强度较当代有更大的波动。


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