论文部分内容阅读
区域气候模式弥补了全球模式空间分辨率较粗的缺陷,从而可以获取较为详细的区域气候特征。东亚地区与世界其他地区相比有其独特的地形、植被和季风气候,是世界上气候变率较大的地区之一,模拟难度较大。本文利用区域气候模式MM5V3对东亚夏季降水进行了模拟,以探讨谱逼近方法在东亚夏季降水区域模式模拟中的适用性、以及其对区域气候模式对于嵌套区域大小、位置和积云参数化方案敏感性的影响。 本文使用了区域气候模式MM5v3对东亚夏季极端降水事件(1991、1998、2003年江淮流域洪涝)进行了模拟,并将模拟结果与NCEP/NCAR再分析资料和NCEP/CPC降水资料进行了对比分析。对比控制试验,谱逼近方法的应用显著降低了区域气候模式对大尺度环流场的模拟偏差,使模式模拟的大尺度环流场与实况基本一致(例如高层西风急流、低层西南气流、副热带高压等),同时模式对降水的模拟能力也得到了显著的提高,主要表现在对夏季平均主要雨带型态、位置、强度的模拟方面,以及对区域平均日降水序列的模拟方面。 随后本文将模拟年份扩展至1982~2006年,从气候态的角度探讨了谱逼近方法的应用对区域气候模式在东亚地区对于夏季气候模拟能力的影响。模拟结果表明,谱逼近方法不仅能够改善区域气候模式对于于东亚地区的夏季洪涝年份的模拟结果,也能够在大部份普通年、干旱年表现出同样的改善能力。 在敏感性的研究中,本文首先通过六个嵌套区域大小、位置的敏感性试验,研究了区域气候模式在东亚地区的模拟对嵌套区域的敏感性,并在此基础上研究了谱逼近方法对降低此敏感性的作用。结果表明,区域气候模式中模拟区域的选取对模拟结果有较大影响,随着嵌套区域的扩大,误差随之增大;同时区域气候模式模拟的结果对于嵌套区域位置的选取也具有一定敏感性,主要表现在对侧边界附近的部分区域模拟存在一定偏差。采用谱逼近方法后模式的模拟能力显著提高,整体上嵌套区域越大改进程度越明显。除改善了模式对大尺度环流场、雨带位置、强度及强降水中心的模拟外,谱逼近方法也能有效地降低试验间的个体偏差,即降低了区域气候模式在东亚地区对嵌套区域选择的敏感性。 本文通过三个积云参数化方案的敏感性试验,研究了区域气候模式在东亚地区的模拟对积云参数化方案的敏感性,以及谱逼近方法对降低此敏感性的作用。结果表明积云参数化方案的选取对于区域气候模式对中国东部夏季降水模拟结果的影响十分显著,各试验的误差特征具有明显的由于选取不同参数化方案而造成的个体差异。谱逼近方法的应用能有效降低了区域气候模式在东亚地区的模拟对积云参数化方案的敏感性,此改进效果独立于积云参数化方案及模拟年份的选取。通过改善大尺度环流的模拟,为模式自主发展中小尺度物理、动力过程提供了合理的背景,从而提高了区域气候模式对东亚地区夏季降水的模拟能力。