本文關(guān)鍵詞：CMIP5全球氣候模式對東亞冬季氣候特征模擬能力評估與未來變化預(yù)估

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【摘要】：全球氣候模式是模擬和預(yù)估氣候變化的重要工具和手段,其模擬結(jié)果已在眾多研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。然而由于東亞地區(qū)復(fù)雜的氣候特征,氣候模式的模擬結(jié)果仍然存在不確定性。評估全球氣候模式對東亞氣候的模擬能力,一方面可以為模式改進提供科學(xué)依據(jù),另一方面可以為更多領(lǐng)域應(yīng)用氣候模式的結(jié)果提供建議和參考。本文利用觀測數(shù)據(jù)和44個參與國際耦合模式比較計劃第五階段(CMIP5)全球氣候模式的數(shù)值模擬結(jié)果,使用統(tǒng)計方法評估了多個全球氣候模式對東亞冬季風(fēng)的模擬能力,包括對東亞區(qū)域環(huán)流與溫度的空間結(jié)構(gòu)、以及對冬季風(fēng)強度指數(shù)、冬季氣候異常特征的模擬;根據(jù)上述評估結(jié)果,挑選出模擬效果較好的全球氣候模式預(yù)估了東亞地區(qū)冬季風(fēng)的可能變化。CMIP5模式對東亞地區(qū)地表氣溫和500 hPa位勢高度場模擬效果最好,對200h Pa緯向風(fēng)的模擬次之,而對海平面氣壓和850 hPa經(jīng)向風(fēng)的模擬相對較差。對于東亞冬季環(huán)流系統(tǒng)以及溫度的氣候態(tài),多模式集合(MME)能夠很好地模擬出低層西伯利亞高壓與阿留申低壓之間的緯向壓力差、對流層低層的偏北風(fēng)、對流層中層的東亞大槽、對流層高層的東亞西風(fēng)急流以及地表氣溫的分布,但與觀測結(jié)果變化的量級相比,MME模擬結(jié)果整體偏低。本文分別選取Jhun和Lee(2004)基于300 hPa緯向風(fēng)定義的指數(shù)(IJhun)、王會軍和姜大膀(2004)基于850 hPa風(fēng)場定義的指數(shù)(IWang)、崔曉鵬和孫照渤(1999)基于500 hPa位勢高度定義的指數(shù)(ICui),以及郭其蘊(1994)基于海平面氣壓定義的指數(shù)(IGuo)作為代表,來表征東亞冬季風(fēng)強度。研究結(jié)果表明多模式集合(MME)對不同東亞冬季風(fēng)指數(shù)所表征的冬季異常氣候特征的模擬能力不同。對IJhun指數(shù)表征的異常特征模擬能力最好,無論是各要素異常變化的強度還是區(qū)域范圍,均與觀測結(jié)果有較高的一致性;而對另外三個指數(shù)的模擬較為相似,均是在200 hPa緯向風(fēng)方面與觀測差異較大。對未來東亞冬季風(fēng)變化特征的預(yù)估結(jié)果表明:21世紀(jì)后期(2081—2100年)東亞冬季氣候的變化主要表現(xiàn)為阿留申低壓系統(tǒng)減弱并向北移動,西太平洋區(qū)域上空850 hPa風(fēng)場出現(xiàn)異常反氣旋性環(huán)流,在對流層中層?xùn)|亞大槽區(qū)域500 hPa位勢高度增加,高空急流中心風(fēng)速加強,地表氣溫升高。多模式集合結(jié)果對不同東亞冬季風(fēng)指數(shù)的預(yù)估結(jié)果不同,其中IJhun指數(shù)和ICui指數(shù)表現(xiàn)為冬季風(fēng)減弱,而另外兩個指數(shù)則為增強。未來冬季氣候異常與當(dāng)代相比,各環(huán)流要素的變化幅度均減小。
【學(xué)位授予單位】：中國氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P467;P435

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