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利用区域气候模式对区域气候及其变化进行模拟已经成为全球变化研究中的重要研究课题。区域气候模式RegCM在当今气候模拟研究中应用十分广泛,但是基于这个模式的气候模拟和预测工作主要集中在中,高纬度地区,很少涉及到低纬高原区域这样的位于低纬并且地形复杂地区。因此开展RegCM在低纬高原区域的适用性研究具有十分重要的理论和现实意义。
本文主要考察RegCM4中不同参数化方案的组合在低纬高原区域的模拟效果。主要考察的参数化方案包括5种不同的侧边界条件,分别为(1)混合型,(2)松弛型(采用线性技术),(3)时间依赖型,(4)海绵边界条件(Perkey,Kreitzberg,MWR,1976)以及(5)松弛型(采用指数技术)。除此之外对流参数化方案也包括了4种,分别为(1)修正的Kuo方案(Anthes,1977);(2) Grell方案(Grell,1993);(3) MIT-Emanuel方案(Emanuel,1991;Emanuel和Zivkovic-Rothman,1999)。在第二种Grell方案中还包含了两种封闭假设:(1)Aramawa和Schubert封闭(Grell等,1994);(2) Fritsch-Chappell封闭(Fritsch和Chappell,1980),这里分别称为AS74和FC80.本文通过将上述不同的侧边界条件方案和积云对流参数化方案进行组合来对1999-2008年夏季的低纬高原区域气候进行模拟,通过模拟场与实测场的对比来反应该区域气候模式在低纬高原区域气候模拟上的适应性。
对不同模式参数化方案模拟结果和实测场进行对比可以发现:RegCM4.1区域气候模式的不同参数化方案基本上可以模拟出低纬高原区域温度场的时空变化特征,表现出了从低纬向高纬温度逐渐增加的趋势,但是对于在实测场上出现的位于模拟区域东南部的温度相对大值区则表现得不是很好。在对风场的模拟效果上各个不同参数化方案之间的效果比较接近,都基本上反应出来低纬高原区域实测场上风场的特征,具体表现为在26N已北为西风控制,而在模拟区域南端可以看到东风逐渐转换为西风,但是模拟模拟场在实测场上出现的反气旋的模拟效果不是很好,其地理位置和范围与实测场相比都有着不小的出入。在对降水场的模拟上,纵观所有的参数化方案对于降水场的模拟效果都不是很好。虽然都模拟出来了降水在低纬高原区域上呈现出的降水主要分布在边缘区域的特征,但是在降水大值区和大值区的地理分布上与实测场相比都有着较大的出入。另外在模拟区域的西北部模拟场上可以看到一个降水的集中区,而这个集中区在实测场上并没有体现,而且模拟场和实测场的距平同号率和平均空间相关系数都比较低。不同的方案之间对比可以发现其相互之间的差异也比较大,表明不同方案的选择对于降水的影响较大。