金晨曦1, 2 周天军1, 3



参加CMIP5的四个中国气候模式模拟的东亚冬季风年际变率

金晨曦周天军

1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（LASG），北京100029 2中国科学院大学，北京100049 3中国科学院气候变化研究中心，北京100029

本文比较了中国参加“国际耦合模式比较计划”（CMIP5）的四个大气环流模式（即FGOALS-g2、FGOALS-s2、BCC-CSM1-1、BNU-ESM大气模式）在观测海温驱动下，对东亚冬季风（EAWM）气候态和年际变率的模拟能力。结果表明，在气候态上，四个模式均合理再现了EAWM高低层环流系统（包括低层西伯利亚高压（SH）、阿留申低压、异常偏北风、和中高层东亚大槽、西风急流），其中对2 m气温和500 hPa高度场的模拟技巧最高，四个模式模拟的结果与再分析资料的空间相关系数都达到0.99。在年际变率上，分别对东亚北部地区（30°N～60°N，100°E～140°E）和东亚南部地区（0°～30°N，100°E～140°E）的2 m气温进行经验正交函数分解（EOF），提取变率主导模态。结果表明，在东亚北部地区，四个模式对2 m气温第一模态（简称“北部型”）的空间分布均有很高的模拟技巧，但只有BNU-ESM能够较好再现其对应的年际变率，其模拟的时间序列与观测的相关系数为0.69。四个模式均能模拟出观测中的3.1 a主导周期，但只有FGOALS-s2和BNU-ESM能模拟出观测中的2.5 a主导周期。在东亚南部地区，模式模拟的前两个主模态共同解释观测中第一模态（简称“南部型”）的特征，其中FGOALS-g2、FGOALS-s2和BNU-ESM的综合模拟技巧较高，但只有BNU-ESM成功再现了观测中2.5 a和3.1 a的主导周期。机理分析表明，FGOALS-g2、FGOALS-s2、BNU-ESM三个模式能合理再现菲律宾海反气旋，同时对南部型有较高的模拟能力，而BCC-CSM1-1则未能有效再现菲律宾海反气旋，使得 BCC-CSM1-1对南部型模拟技巧较低。……