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青藏高原是全球气候与环境变化的敏感区,而极端气候变化是高原生态、环境变化的重要驱动因子。但高原台站稀少,难以通过观测手段全面了解其极端气候特征及变化。同时,分辨率较低的大气环流模式(GCMs)对复杂下垫面地区气候的模拟能力相对较弱,为弥补GCMs分辨率低的缺憾,动力降尺度成为获得区域高分辨率气候信息的常用手段。针对区域气候模式对高原极端气温指数的模拟问题,本文利用ERA-Interim再分析资料(ERA-Int)作为边界条件,基于耦合陆面模式Noah-MP的区域气候模式WRF在东亚区域进行了动力降尺度模拟(简称ERA_Noah-MP),模拟时间为1979~2005年。在此基础上,分别将ERA_ Noah-MP的陆面模式替换为Noah LSM,边界条件替换为CCSM4模式的输出资料(简称CCSM4),进行了两组敏感性试验(分别简称ERA_Noah和CCSM_Noah-MP)。首先,初步考察了三组试验对高原气温、降水的模拟能力;之后对比格点观测资料,评估了ERA_Noah-MP对高原极端气温指数的模拟能力,最后对比三组试验的结果,定量探讨了边界条件和陆面模式对高原极端气温指数动力降尺度的影响。得到以下主要结论: 1)三组试验均能较好地再现高原气温、降水的空间分布特征,与降水相比,模式对气温的空间分布的模拟效果更好。相对于GCMs,WRF对高原气温、降水的模拟均有所改进,但仍存在一定偏差;WRF模拟的高原气温偏冷,特别是西部地区,而对高原降水的模拟整体表现为一定的湿偏差。 2)ERA_Noah-MP能较好地模拟出观测的极端气温指数在高原的空间分布特征,模式模拟的大部分极端气温指数与观测的空间相关系数在0.77以上,其中模式对生长季(GSL)的空间分布模拟效果最好。但ERA_Noah-MP模拟的极端气温指数在高原上也存在一定的系统误差,就整体而言,模拟的极端气温指数偏冷,冬季尤胜;同时,ERA_Noah-MP对大多数极端气温指数的年际变化有较好的模拟能力,均能再现出高原的增暖现象。但受边界条件气候倾向率影响,模式模拟的极端气温指数变化幅度较观测偏低。 3)对于多年平均空间分布而言,CCSM_ Noah-MP与ERA_Noah-MP之间的差异要小于ERA_Noah-MP与ERA_Noah之间的差异,这说明陆面模式对气温、降水、极端气温指数气候态模拟的影响大于边界条件。对变化趋势而言,虽然耦合了不同的陆面模式,ERA_Noah-MP与ERA_Noah模拟的气温、降水、极端气温指数的变化趋势更为接近,即相对于陆面模式,边界条件对气温和降水、极端气温指数的变化趋势模拟的影响更大。 4)不同的陆面模式对高原气温、降水和极端气温指数气候态模拟的影响较大,本文重点探讨了ERA_Noah-MP与ERA_Noah差异的机制。相比于ERA_Noah-MP,ERA_Noah模拟的气温和极端气温指数在高原上呈现一定的冷偏差,导致这种差异的主要原因是两个陆面模式对高原的积雪、融雪过程、裸土反照率等的描述不同。ERA_Noah模拟的反照率更大,使其地表获得的能量减少,导致了ERA_Noah的偏冷现象。同时,相对于ERA_ Noah-MP,ERA_Noah模拟的感热通量、潜热通量和净辐射较小,相应地,高原加热作用的减弱使其垂直速度较弱,大气底层风场辐散,而上层风场的辐合,使得海洋水汽输送更加困难,最终导致了ERA_Noah模拟的降水偏少。