《哲学学报A》“随机模拟”专辑4篇论文摘要

Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2014, Vol. 372, No. 2018.

利用大气随机物理参数化处理模式误差：对ECMWF季节预报耦合系统的影响——Addressing model error through atmospheric stochastic physical parametrizations: impact on the coupled ECMWF seasonal forecasting system.

海气耦合气候模式的有限分辨率和次网格尺度上的变率，是目前所有时间尺度上气候模拟存在不确定性的主要原因。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）一直致力于开发新的方法来解决这些不确定性，目前，随机全倾向扰动方案和随机动能后向散射算法被常用于全球数值天气预报。在业务预报模式中，ECMWF还进行了海气耦合气候系统的长期预测，并开发了最新的季节预报系统（简称System 4），System 4具有和中期天气预报相似的随机全倾向扰动和后向散射方案。ECMWF的Weisheimer等分析了System 4中这些方案对再预报效果的影响，再预报时段为1981—2010年，与不考虑模式不确定性的季节尺度模拟结果进行了对比。研究发现，随机倾向扰动方案有助于减少过度强烈的对流活动，尤其是在海洋大陆和热带西太平洋上空，从而减少了对向外长波辐射（OLR）、云覆盖、降水和近地面风的模拟偏差。对MJO的影响也是正面的，MJO事件的频率和幅度有所增加。此外，ENSO的预测误差变小。而同随机倾向扰动方案相比，后向散射方案的总体影响较为一般。年内，由包括随机海冰参数化的海冰—海洋非耦合模式（即与大气不发生交互）模拟的海冰厚度和海冰量增长了约10%～20%（具体依季节而定），这种增长可以由海冰强度的随机扰动导致海冰明显变弱来解释，因为小的冰强度随机值比大值更有影响。因此，海冰漂移更倾向于收敛，从而导致海冰厚度在北极中部累积，尤其是沿着北极西部海岸线。……