IAP/LASG利用耦合模式进行IPCC AR5年代际回报试验

2011-9-22 16:34 来源: 中国科学院
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  未来10-30年气候变化及其对经济、社会发展的影响,是广受社会关注的问题。该时间尺度的气候变率称为年代际尺度变率。对年代际尺度气候变化预测问题的关注,是“政府间气候变化专门委员会”IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)第5次评估报告(AR5)相对于此前四次评估报告新增加的重要内容之一。为此,“第五次国际耦合模式比较计划”(CMIP5)专门设计了年代际气候回报和预报实验。与年际或更短时间尺度气候预测问题不同,年代际预测问题的科学本质,是初值问题和强迫响应问题的结合,即模式的初值和温室气体等外强迫因子均对预报结果有影响。

  中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(IAP/LASG)气候系统模式研发团队,使用其发展的气候系统模式FGOALS2,开展了年代际回报(Hindcast)试验。其中模式初始化过程采用了IAU技术,来同化ENS_v2a客观分析资料提供的海洋上层1000m温度和盐度的方案。该试验是进一步预测未来10-30年气候变化的基础。

  图1给出了Hindcast试验回报的SST与历史观测数据的相关系数的空间分布。显著的正相关区域主要位于热带印度洋-西北太平洋、热带东北和东南太平洋、热带大西洋、中纬度大西洋等区域,表明Hindcast试验对这些区域SST具有较高的年代际回报技巧。值得注意的是,回报试验技巧较高的区域主要集中在热带和中纬度,而对高纬区域技巧较低,这是未来亟待改进的方向。

  图2给出欧洲ENSEMBLES计划三个耦合模式回报试验的结果。这三个模式分别为ECWMF、CERFACS和IFM-GEOMAR。就总体技巧而言,FGOALS2对热带、中纬度海洋SST年代际变率的回报技巧接近ENSEMBLES模式的结果。

   图1 Hindcast试验对10年平均的历史SST的回报技巧。Hindcast试验包括9组10年回报试验,分别从1955年、1960年……1995年开始。对每组回报试验预估的SST求10年平均,再求得每个对应时段的平均观测SST和20C3M试验模拟的SST。本图给出了Hindcast试验模拟的SST与观测SST相关系数的空间分布。

  图2 同图1,但为欧洲ENSEMBLES计划提供的ECWMF模式(上排)、CERFACS模式(中排)和IFM-GEOMAR模式(下排)结果。每个模式均包括三个集合成员。