二十一世纪中国高分辨率区域气候模型外文翻译资料

 2022-11-29 15:52:37

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二十一世纪中国高分辨率区域气候模型

在中国在第二十一世纪气候变化是使用萨拉姆国际理论物理中心模拟(ICTP)区域气候模型版本3(RegCM3)。该模型是单向嵌套在全球模型CCSR /人/ frcgcmiroc3.2_hires(用于环境研究/研究中心/国家研究所气候系统研究中心气候变化跨学科研究的全球变化/模型。一个150年(1951 - 2100)瞬态模拟是在25进行公里网格间距,根据政府间气候变化专门委员会的特别报告排放情景(IPCC SRES)A1B情景。在中国目前的区域气候条件模拟与观测评估模型性能.结果表明,RegCM3再现所观察到的空间结构的表面空气温度和降水好.十二月一月二月平均温度和降水的变化(DJF)和六月七月八月(6-8月)期间分析了第二十一世纪中后期。未来的显著变暖模拟RegCM3。这种变暖随着时间的推移,增加升温模拟在高纬度和高海拔地区(西藏高原)。在中间DJF第二十一世纪,在大多数地区,除了在西藏高原,降水普遍增加。沉淀在中国西北部的变化可以在西藏高原增加。有一个积极的混合在中国东部的负面变化。世纪末的变化规律与上世纪中叶大致一致,除了在一些小的地区,变化的幅度通常较大。此外,模拟与以前相比通过不同的模式全球模型驱动的模拟,以解决气候变化的预测在中国的不确定性。全球变暖已被意识到,这是很可能是由于人为的温室气体浓度的增加。到第二十一世纪末(2090 - 2099),全球气温上升的可能范围预计将是1.1 - 6.4°C(相对于1980 - 1999)。

大气-海洋耦合环流模型(变化结果)是气候变化的主要工具预测,他们在区域和地方有缺陷由于他们的粗分辨率规模。高分辨率区域气候模型(RCMS)已开发现在广泛用于低档次的海气耦合模式的信息。高分辨率的气候条件也很重要,以满足需求很大的影响评估区域与地方尺度研究。

高分辨率的区域气候模型通常项目不同的变化降水模式相比,驾驶一般环流模式(GCM),因为它们更强更现实的地形强迫。利用新型农村合作医疗由于其复杂的地形和独特的气候和气候系统,对东亚尤其重要。

我们目前的结果从一个连续的气候变化试验的1951 - 2100期间,在25公里网格间距在中国,通过RCM的产生(RegCM3;见下文)。分析的重点是在十二月一月二月平均温度和降水量(DJF)和垂直(JJA)六月。

1模型与实验设计

在目前的工作中使用RCM是萨拉姆国际理论物理中心(ICTP)区域气候模型版本3(RegCM3),这是基于乔吉等人的模型。和包括PAL等人描述的升级。水平网格间距年是25公里,而模型的领域涵盖了所有中国和周边的东亚地区。这个模型具有标准的18西格玛垂直配置层,模型顶部在10百帕。大气辐射在模型中的传输计算使用辐射包从美国国家大气研究中心社区气候模型(NCAR CCM3),海洋通量参数化如下曾等人。和行星边界层的计算使用Holtslag等人的非局部制剂。可分辨尺度降水是由Pal等人的方案表示。以及对流降水的格雷尔质量通量方案基于Fritsch Chappell闭包假设。表面过程的执行与生物圈大气传输计划(BAT)。

模型植被覆盖是从所观察到的刘等人的数据。在中国,和基于卫星的全球土地覆盖特征(GLCC)数据库在中国。初始和随时间变化的横向在6个小时的时间间隔为温度边界条件,表面压力,风(纬向和纬向分量)和特定的湿度由CCSR工业化国家/ frcgc提供miroc3.2_hires模拟,IPCC SRES下A1B情景(原词是对环境气候系统研究/国家研究中心全球变化/模型研究/前沿研究中心关于气候的跨学科研究;后者是政府间气候变化专门委员会排放情景)。对miroc3.2_hires大气成分水平分辨率T106(~ 125公里)。由于该模型具有最高的空间分辨率耦合模式比较计划(CMIP3)档案,miroc3.2_hires显示模拟性能好现在的气候,特别是在东亚。

对气候变化的模拟周期模式从1948到2100,共有153年。第一三年用于模型旋转,因此不包括在内在分析中。1981 - 2000期被认为是现在天,2001 - 2100是未来。“变”指后两者之间的差异仿真。据笔者所知,这是第一次这样一个高分辨率的RCM已经连续运行在此长期和域的时间。

为了验证模型的性能,我们使用的观察徐等人开发的表面空气温度数据集。(cn05),并由谢等人沉淀。这两个数据集有0.5°纬度由东经0.5度分辨率。为了便于分析,模型输出和观测数据集被插值到一个共同的0.25°纬度经0.25°经度网格。

2当前模拟的验证

2.1表面空气温度

当前平均气温的模拟(1981-2000)首先与观测RegCM3。作为如图2所示(a)及(c),两者的空间分布和观察到的温度的大小被很好地再现该模型在DJF。该模型还捕捉空间细节,

如高价值的准噶尔,柴达木和四川盆地,并在Tianshan和Qilianshan的低值山.模型仿真与观测通常在1°C以内,除了大东北和西北几度暖偏中国,在西藏高原一般偏冷。这个在寒冷季节高纬度地区的暖偏是一个典型RegCM3模式不足,即使受再分析。

同样,该模型再现的主要特点在6-8月的温度模式和价值观。发现有偏见在华北地区和西北的沙漠(暖偏见的1 - 3°C),在西藏高原和南部极端的中国(1–2°C偏冷)。在DJF和JJA,模型模拟与观测的空间相关系数分别为0.95和0.98。

2.2降雨量

图3显示了观测和模拟的分布在DJF和降水。在DJF,观测降水量最大值大于250毫米位于东南部地区。降水向北部和西部(图3(a))。在RegCM3模拟有一个湿润的南方整体格局,北部和西北部比较干燥。然而,数额中国南方地区降水是低估的,两西部和东部小尺度降水中心华南的部分是模拟的,而不是一个最大观测值。该模型还高估了华北地区降水。类似的模型的差异证明了分析和不同的GCM驱动时。模型模拟和观测之间的空间相关性系数为0.58在DJF。

较高的相关系数(0.82)之间的模型模拟和观测发现在6-8月。这种改进的季节性表现是明显的比较图3(D)带(b)。模型模拟与观测吻合得很好,在空间分布和数量,除了低估东南沿海和高估东部东部的东北部。该模型再现良好地形引起的降水模式的西北,天山等较大的价值和较小的价值在这两个盆地的南北。

3未来的变化

3.1表明空气温度

图4显示了在DJF温度变化分布和JJA的中间(2041–2060)和结束(2081–2100)在第二十一世纪,从RegCM3模拟。季节和季节都有明显的增温现象。相比于中间这个世纪末气候变暖更加明显。

在中东的第二十一世纪在DJF,更大的变暖发现在北部地区和西藏高原,与南方相比(图4(一))。气候变暖最少(小于2.4°C)在中国的西南部,和最大的(超过4.2°C)在南西藏高原。模式气候变暖是类似上世纪末在DJF相比中间,但更大的价值。最小在西南地区也发现了最大程度的变暖。西藏高原,价值低于4.2°C和更大超过7°C,分别。模拟温度升高其他地方在4.5°C和6.5°C之间(图4(b))。区域平均气温变化在中部和年底在DJF的世纪分别为3.1°C和5.5°C。

在JJA,最大的增温大于4.2°C被发现从华北地区到东北部大部分面积的扩大。不到2.4°C变暖是模拟中国南方地区。西藏高原变暖是在中等范围内,在2.7°C和3.3°C之间(图4(c))。在DJF,的上世纪末在6-8月气候变暖模式类似中间,但有更大的程度。例如,东北中部的暖化高达7°C(图4(四))。区域平均气温变化在6-8月的第二十一世纪中期和末期分别为3°C和5°C。

图5给出了区域平均时间演化DJF,6-8月和年平均气温的变化(异常)在中国在1981–2100(相对于1981–2000)。如图所示,尽管空间格局存在差异,区域平均变化相似。在气候变暖的趋势2021–2100月、6-8月,年平均分别为0.61°C,0.51°C和0.53°C。

大多数全球模型往往模拟更大的变暖冬季与夏季在中国。观测研究还报告在寒冷季节更大的变暖近几十年。然而,一个变暖的类似规模的模拟在DJF,6-8月和年平均在这里,以及在另一个模拟但由不同的驱动模式大气环流模式。进一步的调查需要更好地了解所涉及的机制。这个模拟增温速度比大多数变化结果。这主要是因为该驱动miroc3.2_hires大气候敏感性,相比其他CMIP3模型。

3.2降雨量

图6显示了在DJF和JJA百分比变化第二十一世纪的中期和末期RegCM3。如图6(a),在DJF在世纪中期,有一个普遍上升,超过10%以上的多数地区.在东北部分地区的增长率高达25%,西北地区,华北地区。降水量减少10%到50%主宰西藏高原,而这些也发现于云南西部和部分的四川盆地。第二十一世纪末的变化模式(图6(b))在中间显示与该协议。然而,在华北地区的增加往往会更,降水减少的范围更广扬子江南部。区域平均降水DJF在本世纪中期和末期的变化分别为11.3%和8.4%。

在6-8月在世纪中期降水变化模式(图6(c))显示了一个类似的偶极结构在DJF在西方的中国,其在增加西藏高原西北与减少。一个跷跷板格局的变化是在中国东部发现的,从东向南海岸。降水世纪末的变化模式类似于中部,但有较大的增加超过该地区(图6(四)。模拟产生轻微的增加(0.59%)区域平均降水量在本世纪中期,并增加了4.3%年底。

图7给出了区域平均时间演化DJF,在6-8月和年平均降水量的变化1981 - 2100,相对于1981 - 2000。年际变化大,如图所示,特别是对于DJF。线性在2021 – 2100中6-8月每十年的年平均变化趋势是分别为0.61%,0.71% 和1.32%。

3.3用不同的模式模拟比较

一个高分辨率的气候变化模拟已经完成以前RegCM3,但是受全球不同全球/ CCM3模式。这一变化利用RegCM3类似的分辨率和模型域,但不同的排放情景(A2)与更大的温室气体浓度。然而,这两个模拟大致可以互相比较,因为该驱动miroc3.2_hires大气候敏感性。共同的时期1961 - 1990,为今天,和2071 - 2100未来,进行比对。我们专注于降水变化仅。间模型协议驾驶GCMs与嵌套regcm3s模拟如图8所示。

从图中,两个GCMs预测相同的降水增加在DJF中高纬度地区,这同意激烈降雪增加预计[ 35 ]。一类似的降水增加,在multi-cmip3模型分析中高纬度地区发现,虽然减少被发现在低纬度。两个大气环流模式在夏季和年降水量增加的同意的意思,这也与multi-cmip3模型一致平均。比较图8(a)及(b),我们看到这两RegCM3模拟协议一般类似的驾驶模式,除了降低西藏高原上空。在6-8月,RegCM3模拟和西北的增加相一致,和随着西藏高原和中国西南部。然而,关于东部的变化几乎没有达成一致图7和图5相同,但降水量(%)。

中国,在季风气候为主。两个模拟项目反对这一地区的变化模式,主要是因为在强大的地形强迫RegCM3,放大在大气环流的变化略有差异,将产生很大的不确定性在中国东部降水变化(进一步分析将在一个单独的文件)。然而,作为如图8所示(F),一般有很好的一致性年平均变化的特点,在西藏高原一致的减少和在中国的西南部,和大多数其他地点的增长。

4讨论与结论

一个150年的瞬态气候变化模拟,从1951 -2100、进行了东亚在25公里网格间距使用区域气候模式RegCM3。该模型由miroc3.2_hires GCM驱动,在IPCCSRES A1B情景。我们的重点是模拟温度和降水的变化,他们在DJF和JJA。我们首先评估的性能通过比较模拟与观测RegCM3模式。我们发现RegCM3能合理再现意味着在DJF地面气温和降水和可以在中国,尤其是季风降水6-8月。然后,我们分析了模拟未来的变化中国,结果表明:

(1)模拟的区域在DJF和JJA大幅升温。第二十一世纪,随着时间的推移,气候变暖变得更加显著。一个更大的变暖在DJF,在西藏高原进行了模拟。在JJA,大温地区由华北地区延伸到东北。在DJF,类似的模式可以取暖发现在中东和世纪末。

(2)区域平均降水量变化轻微在DJF和6-8月增加。的空间分布在第二十一世纪的中期和结束的变化通常是一致的区域,这两个季节。在DJF,增加降水被发现在北方地区(北,

中国东北和西北),并在减少西藏高原和华南。类似的变化模式被证明在中国西部的JJA和DJF。一看到的变化模式是在中国生产的东西。

(3)比较了以前的RegCM3模拟,通过不同的GCM驱动。虽然两个GCMs在中国普遍一致的降水变化,RegCM3模拟显示的区别GCMs,在DJF和JJA。此外,协议不好被发现在RegCM3模拟在6-8月在东方在中国,预测未来表现出很大的不确定性降水量的变化。气候多模式集合改变模拟代表重要方法。他们应进一步进行,以便更好地理解和减少这些不确定性,并实现更多)未来区域气候变化预测中的科学稳健和有价值的结论。

由于本文的研究范围有限,我们着重只有在DJF,6-8月平均温度和降水量。未来的工作将包括深入的分析模型结果,例如,变异和极端的变化,如同时与该RegCM3模拟比较驱动miroc3.2_hires。最后,数据可用于应对第二十一世纪气候变化的中国其他行业,研究对农业、水资源、生态系统的影响。

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