2011-张宏芳-气象科学-21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估气候态

Journal oftheMeteorologicalSciences 气象科学第31卷第2期Vo.l31,No.2

2011年4月Apri,l2011张宏芳,陈海山.21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估I:气候态.气象科学,2011,31(2):119-128.ZHANGH ongfang,CHENHaishan.Evaluationofsummercirculationsim ulati onoverEastAsia by21clim ate models.PartI:Clima-tology.JournaloftheMeteorologicalSciences,2011,31(2):119-128.21个气候模式对东亚夏季环流模拟的评估I:气候态陈海山1,21张宏芳(1南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室,南京210044;2安康市气象局,陕西安康725000)摘要利用欧洲中期天气预报中心的40a再分析资料(ERA40),评估了参与政府间气候变化专门委员会第四次评估报告(IPCCAR4)的21个全球海气耦合模式对东亚地区夏季大气环流气候态的模拟能力。结果表明:(1)尽管各模式模拟性能差异较大,但模式对东亚地区海平面气压场(SLP)、850hPa风场及500hPa位势高度场的气候态均有较好模拟;整体来说,500hPa位势高度场模拟效果最好,SLP场模拟相对较差;(2)SLP在高原上模拟存在明显不足;多数模式能较好模拟850hPa纬向、经向风场的基本特征;500hPa位势高度场各模式模拟偏差一致性的区域性差异不明显;(3)模式对东亚地区夏季两大环流系统模拟整体偏弱,西太平洋副热带高压模拟明显偏弱。关键词气候模式;大气环流;模式评估分类号P435.2 文献标识码A EvaluationofsummercirculationsimulationoverEastAsia by21climatemodels.PartÑ:Climat ology1,21

CHENHaishanZHANGHongfang(1KeyLaboratoryofMeteorologicalDisasterofMinistr yofEducation,NanjingUniversityofInformationScience&Technology,Nanjing210044,China;2An kangMeteorologyBureau,ShaanxiAnkang725000,China)Abstract

BasedonEuropeanCenterforMediumrangeWeatherForecasting(ECM WF)40arean-alysisdata(ERA40),thecapabilitiesof21CoupledOcean-AtmosphereGeneralCirculationModels(CGCMs)fromIntergovernmen talPanelonClimateChange(IPCC)FourthAssessmentReport(AR4)tosim ulatetheclimatologyofsummeratmosphericgeneralcirculationsinEast Asiahavebeenevaluated.Resultsshowtha:t(1)Despitelargedifferences among21models,thebasicspatialpatternsofthecl-imatologyofSLP,U,Vwindand500hPageopotentialheightarewellsimula ted.Onthewhole,thesim-

ulationof500hPapotentialheightisthebes,tbutthesimulationofSLPisre lativelypoor;(2)Thesim-ulatedSLPexhibitsevidentdeficiency.Mostofmodelscansimulate850h PaU,Vwindverywel,lontheaverage,thecorrelationcoefficientofUwithE RA40isbetterthanthatofV.Therearenoobviousdifferencesinthesimula ted500hPageopotentialheigh;t(3)Onthewhole,thesimulatedclimatol ogyofthemaincirculationsystemsisweakerthanERA40,andthesimulat edwesternPacificsubtropicalhighissystematicallyweakerthantheobse rvation.Keywords

Climatemodels;Atmosphericgeneralcirculation;Modelevaluation收稿日期(Received):2010-11-06;修改稿日期(Revised):2010-12-09基金项目:国家自然科学基金项目(41075082);江苏省/333高层次人才培养工程0资助项目通讯作者(Correspondingauthor):陈海山(CHENHaishan).haishan@

120气象科学 31卷模式不能较好地模拟出降水的空

间分布特征。这些引言研究对气候模式在中国乃至东亚气温、降水等部分气候要素的模拟能力进行了较好评估,但对东

亚的自IPCC第三次评估报告以来,全球气候系统环流系统及其一

些重要要素,诸如风场等评估较少。模式得到了迅速发展,IPCC第

四次评估报告(the本文利用21个气候模式的模拟结果及欧洲中

心FourthAssessmentReportoftheIntergovernmentalERA40再分析

资料评估模式对东亚夏季大气环流PanelonClimateChange,简称

IPCCAR4)集中了气候态的模拟能力。23个复杂全球气候系统模式9种不同排放情景下的预估结果,引起了各国学者对有关最新

全球模式1 资料和方法说明[1-3]的模拟和预估能力的关注。111 资料利用全球模式开展未来气候的情景预估,首先必须评估模式对现代气候的模拟能力。模式的观测资料主

要采用1960)1999年ECMWF模拟性能主要表现为两个方面:一

是气候态,二是(EuropeanCentreforMedium-rangeWeatherFore-气

候变率。对气候态的模拟在一定程度上表征了casts)月平均再分

析资料(215b@215b),用于评估模式在一定时间尺度下对气候背

景的刻画能力,IPCCAR4气候模式对气候态的模拟能力,文中模式

模拟与观测场的气候态计算方法均为1960)1999而合理的模拟出年际变率才能利用模式对未来气[4-6]年要素在相应格点上的多年夏季平均值。候进行有效的预估。气候态的评估是检验模模式资料来自于https://esgcet1llnl1gov:8443/式模拟能力的基础和重要参考依据,在很大程度[6]index1jsp,为参与IPCCAR4的