全球再分析与中国观测资料对比研究

全球再分析与中国观测资料对比研究
各类再分析数据在描述真实气候学和气候变化特征方面的能力受到广泛关注。利用NCEPv1、NCEPv2、ERA20C、ERAinterim、JRA55、20CR、MERRA和CFSR等八套全球再分析地表逐月气温和高空温度、湿度数据,全国685站1961年以来观测的原始、均一化和城市化订正地面气温数据,东部16站近百年均一化地面气温数据,以及中国高空118站1979年以来原始、均一化大气温度、比湿和相对湿度资料,对各套再分析数据描述中国地区气温及其变化特征的能力进行了系统评估。
Leabharlann Baidu通过比较时间序列、小波功率、相关系数、标准差和线性趋势等,分析评价了1909—2010、1961—2015和1979—2015年不同时期再分析资料在多年平均值、周期特征、年际变率、离散度及长期变化趋势等方面与各类实际观测资料之间的差异,得到如下结果:1)再分析资料一般能较好描述1961—2015年地面气温资料年际变化和2.5—5年的周期特征,但多数再分析较观测资料年平均地面气温偏低0—2℃;2)多数再分析数据与城市化偏差订正的地面气温观测资料序列相关系数有所升高,其中ERAinterim和JRA55在描述地面气温年际变率和离散度特征上最好;3)ERA20C与20CR能较好地描述1909—2010年中国东部地面气温长期变化特征,但20世纪60—70年代再分析资料存在较大波动,20CR在早期较观测的地面气温偏低。ERA20C较20CR更为接近均一化的地面气温变化趋势;4)再分析与观测资料在不同时间段内年和季节平均地面气温均呈较明显的上升趋势,再分析较均一化观测资料地面气温趋势普遍偏低,但与城市化偏差订正资料序列比较偏低程度减小,其中NCEPV1与城市化偏差订正的观测资料趋势更为接近;5)再分析数据随海拔高度的升高与各类观测数据的差异增大;6)多数再分析数据与探空观测数据比较在对流层偏冷、偏湿,平流层偏暖;7)再分析与均一化后探空温度资料比较,JRA55、ERAinterim和MERRA年际变率更为一致,湿度年际变率和离散度在对流层低层较为一致,ERA20C更为接近观测;8)多数再分析高空温度与均一化的探空观测温度在对流层中低层/平流层下层一致呈上升/下降趋势,比湿在对流层低层呈上升趋势,对流层中层为下降趋势,相对湿度多数为下降趋势,第三代再分析高空温度趋势以及ERA20C和20CR高空比湿趋势与观测较为接近。
总体而言,再分析资料对于中国区域气候态和气候变化特征的描述,ERAinterim和JRA55在地表至高空温度方面与观测较为接近,ERA20C在百年气温和高空湿度方面表现较好。