在比較降尺度RCM和GCM得到RCP8

1、在比較降尺度RCM和GCM得到RCP8.5排放場景下根據區(qū)域氣候模式預測不久的將來中國夏季降水的變化摘要多年代際高分辨率模擬在CORDEX東亞域與被執(zhí)行的區(qū)域氣候模 式RegCM3區(qū)域氣候模式嵌套在靈活的全球海洋-大氣-陸地系統(tǒng) 模型中，兩套模擬均在分辨率為50公里的決議進行的，一個用于現 今，另一個是近未來的氣候代表下濃度路徑8.5 （ RCP8.5）的情 況。結果表明，RegCM3的增加價值就是FGOALS -G2在模擬夏季 總的和極端降水對中國的空間格局。現今的氣候。各大效率是 RegCM3的低估在長江流域總值的和極端降水?？偟暮蜆O端降水對中 國的潛在變化下RCP8.5場景夏天進行了分析

2、。既RegCM3的和 FGOALS -G2結果表明，總的和極端降水量趨于增加在中國東北和青 藏高原，但往往減少在中國東南部。在這兩種RegCM3模式和 FGOALS -G2，在極端降水的變化比對總降水量弱。比之FGOALS -G2，RegCM3的項目總和極端降水變化強得多， 并提供更多的區(qū)域尺度的功能。在長江流域，被發(fā)現在那里RegCM3 模式和FGOALS -G2項目符號相反的降水變化方面有大的不確定性。 預計變化垂直整合的水汽收斂一般遵循總額變動和極端沉淀在兩個 RegCM3模式和FGOALS -G2，而變化的幅度是在RegCM3的強大。 結果表明，預測的降水變化的空間格局可能更多的是由水

3、蒸汽通量所 影響，而不是水分含量本身。1、介紹迄今為止，大多數地區(qū)的氣候變化信息已基于多耦合模式（CGCM） 前，特別是已經完成的第三次PLED模式比較計劃（CMIP3）和正在 進行的第五次CMIP（CMIP5）。然而，由于計算上的局限性，大部分 的水平分辨率參與作出長期預測CGCMs是1到2的順序。模擬與這 種HOR-的分辨率不能代表當地迫使FEA-TURES非常好，并且表現 出在區(qū)域較大的偏差規(guī)模，例如在模擬河畔的空間格局面對空氣溫度 超過中國與東亞夏季季風降水。為了彌合區(qū)域氣候之間的空間尺度差距直接從CMIP5和信息該 決策所需要的，新的協(xié)調區(qū)域降尺度試驗（CORDEX）再次成立。 CO

4、RDEX的目的是開發(fā)高共振，區(qū)域氣候變化預測的所有土地，基 于多參考代表中全球的區(qū)域準焦點集中途徑（RCP）的百年尺度由 CMIP5多模式做，通過使用多區(qū)域氣候降尺度（RCD）的方法。 區(qū)域氣候模式（協(xié)調機制）或變網格全球有水平的增強模型已經被廣 泛在未來的降尺度氣候變化的場景中使用。由大氣環(huán)流模型所作的預 測，一個高科技，NIQUE稱為動力降尺度“區(qū)域協(xié)調機制已經廣泛 用于研究氣候變化。一般情況下，在極端降水而改變比平均降水量已經被賦予了更多 可信度。因為在未來氣候預測的研究，相關的顯著社會和經濟影響用 它。基于預測的CGCMs的參加CMIP3方案中，在極端降水的潛在 變化對中國在一些以往的

5、研究進行了分析。從全國派生未來預測大氣 研究中心-社區(qū)氣候系統(tǒng)模型3表明，溫暖干燥的極端將增加在北 部東亞。極端降水的年潛在升幅，相鄰的中國已經預測到跟隨克勞修 斯-克拉貝龍的關系，更加均質，比總降水量更多，頻繁和更激烈 的極端降水是前發(fā)生在21世紀。高分辨率氣候模式和區(qū)域協(xié)調機制 也被用來研究未來變化極端降水超過中國。RCM表明，這種事件有 可能在增加濃度，以增加在中國溫室氣體。放棄了大部分增加的降水 極值中國東南在各個季節(jié)下的A2 SCE-納里尼奧在變網格大氣環(huán)流 模式。同時，改變在降水強度預計在全球40公里網眼大氣模式被發(fā) 現是比較大的在A1B情景CMIP3模型。上述研究一般集中在21世

6、紀末的極端降水變化。然而，在不久的 變動這樣的事件未來在中國還沒有被檢查，在標準根據新的RCP滿 足特殊場景。在這種情況下，本研究中使用了分辨率為50公里的 RCM，由從動輸出一個海氣耦合模式，下設RCP8.5情況下，在這 樣的近未來的變化。單向嵌套方法被使用，與RCM的域模型被設置 CORDEX東亞域。在夏季降水，尤其是前勢變化極端降水，在不久 的將來分別為調查，并投射之間的海氣耦合模式及委員會委員進行了 討論。正如我們將要看到的，結果表明，RCM增加值在以下方面共 模擬和極端的空間格沉淀。預期變化的幅度在根據RCM降水量都強 比那些由海氣耦合模式，模擬可能是由于動力原因。本文的其余部分組織

7、如下：這些模型，實驗設計和甲基消耗臭氧 層物質在第2節(jié)中所述。的能力RCM和驅動GCM模擬現今降水對 中國進行評估。比較第3節(jié)不久的將來潛在的RCP8.5排放情景變化 中國各地都在降水。第4節(jié)進一步顯示管理層討論之間的相似點和由RCM預計降水變化和駕駛GCM是在第5條規(guī)定。最后，該這項工 作的主要總結在第六節(jié)。2、模式2.1局地氣候模式在目前使用的區(qū)域氣候模式研究是RegCM3模式(區(qū)域氣候模式版 本3 ),這是發(fā)達國家在阿卜杜勒薩拉姆國際集-際理論物理中 心。RegCM3的是RegCM2的高級版本所示。它是一個流體靜壓， COM的具有地形跟隨西格瑪垂直可壓縮模型坐標系，并呈現出合理 的模擬東

8、亞夏季時。下面物理計劃受雇于我們的研究積云參數化方 案。2.2全球模式初始和側邊界條件RegCM3模式在6小時間隔的溫度，表面壓力， 風速和SPECI C濕度均來自歷史模擬和未來預測未通過靈活的 DER的RCP 8.5排放情景全球海洋-大氣-陸地系統(tǒng)模型，網格點 第2版(FGOALS -G2 )。該四個組成部分FGOALS - G2的包括 網格AP LASG點大氣模型(GAMIL2 )在IAP LASG氣候系統(tǒng)海 洋模式版本2 ( LICOM2 )，洛斯阿拉莫斯海冰模型版本4(CICE4 )，以及新推出的NCAR的COM -群落土地型號版本3(CLM3 )，所有這些由NCAR耦合器6連接。地平

9、線-GAMIL2 的TAL分辨率為2.8 土 2時08 土。RCP8.5是所謂的底線的情 況，并且不包括任何SPECI - C氣候減排目標。在這種情況下，在 21世紀末溫室氣體排放量和濃度增加相當多的時間，導致了輻射強 度 8.5 W M i 2。2.3實驗設計RegCM3的模型域覆蓋CORDEX東亞域以均勻的水平分辨率50公 里。該模型具有標準的垂直的18倍標準差層，與模型頂部10百帕。RegCM3模式的區(qū)為15個網格點。SST的下邊界條件和海冰從 FGOALS-G2實驗插值。兩個時間片的實驗，其中涵蓋的期間1980 至2015年，被執(zhí)行代表現今的和不久將來的氣候。的RST年每個仿 真被視為

10、自旋向上的時間，其結果被排除在下面的分析中。2.4觀測數據和降水資料為了驗證該模型的表現，每天下雨具有水平分辨率規(guī)觀測數據0.5 土兩個經度和緯度，來源于亞洲降水高分辨觀測迎水的評價數據集成 資源，以下簡稱APHRO項目。降水日數分別為定義為日常天1 mm的兩個模型和總降水量觀察 結果。幾個降水量指數的基礎上日降水量分別使用。對于平均降水指 數，累計降水量之后，PRCPTOT德定義為總降水量在陰雨天，降 水強度以下簡稱SDII |定義為濕天降水量德，和降水頻率德NED除 以降水日由總數的數量天，分別使用。對于極端降水指數，累計日雨量較大的降水量比濕天（以下簡稱 R95p ）的百分之95實際比例

11、從R95p到降水總量（以下簡稱 R95pT ），如還有極端降水的頻率。這些指數的在VIDED在表13、現代夏季降水模擬的評估RegCM3模式和FGOALS -G2中的表現模擬當前氣候在這個評估 一節(jié)。的意思是PRCPTOT在JJA六月七月八月來源于觀察和模擬示 于圖2。對觀測數據的特點是降水量大長江流域，中國東南部和西 南部中國東北ERN部分。這些特點，是在FGOALS -G2仿真勉強找 到這反而顯示了一個ARTI - CIAL降水中心其東北延伸的鈦下游青 藏高原東部。這ARTI - CIAL降水量一個周一發(fā)生在GCM模擬用 粗水庫辨率，但顯著減少。在RegCM3的模擬。這些結果與先前的 研究

12、一致，進一步表明高分辨率是需要合理地模擬DISTRI -夏季降 水的超過中國。但是，該RegCM3的模擬絕不是完美的，因為模擬 降雨沿長江流域而在中國東北的不足和高估配合時，分別在（圖2c）。該SDII和降水頻率也是前數據未示出，并且在空間型態(tài)兩人都 更合理抓獲RegCM3的比FGOALS -G2。該結果表明，高估模擬 PRCPTOT的MATION到的鈦-東青藏高原東部的FGOALS -G2主 要是跟一個高估SDII的，而低估RegCM3區(qū)域沿長江PRCPTOT模 擬流域是聯合低估無論SDII和降水頻率。在ADDI-，的高估了東北 PRCPTOT中國在RegCM3的原因，主要是由高估交配降水頻

13、次。這 些結果暗示更加要注意改善對流參數化的觸發(fā)機制計劃與沉淀的的 模擬在頻率RegCM3的，但關閉的假設相關的對流參數化方案在 FGOALS -G2 模擬 SDII 的。觀測和模擬R95p在JJA是圖3。R95p也有類似的空間格局作 為PRCPTOT （圖2）在兩個觀測和模擬。FGOALS -G2傾向于低 估R95p過位于30 + N,一般是在具有預線的結果使用CMIP3模型。 低的水平分辨率可能有助于解除RegCM3的提高無論是在空間格局 方面模擬R95p的和幅度，并提供更多的地域特色。盡管模擬R95p 是不足和過高估計過長江VAL-萊伊和中國東北地區(qū)。實繳比例從 R95p到到從安裝前后衍

14、生河谷降水量（R95pT）和模擬示于圖。圖四在觀察，R95pT大大小小的值是在位于中國西北部和西藏高 原分別，而中值是單向的發(fā)現中國東部（圖4a）。這些特點，的在 FGOALS -G2 （圖4b），幾乎沒有發(fā)現這在北方的特點，而不是通 過大值與中國東北。RegCM3的一般再現所觀察到的特征，盡管過 度和不足估計R95pT中國東部和西北部中國，分別（圖4c）。需要 注意的是R95p可模擬RegCM3區(qū)域lated沿長江低估流域（圖3c），而相應的R95pT被 高估（圖4c） 。R95pF也有類似的空間格局為R95p在和RegCM3 的模擬。（圖5A，C），而這個功能是不是在FGOALS -G2

15、（圖5b） 中找到。FGOALS -G2無法重現不均勻FEA -R95pF在中國東部的， 主要是由于其粗糙的水平分辨率（圖5b）。相比觀察，R95pF的空 間格局更合理轉載RegCM3區(qū)域比FGOALS -G2，即在幅度和空間 范圍而言大R95pF值隨著中國東南部和青藏高原。主效率是RegCM3 模式往往不足和高估R95pF過長江流域和中國東北地區(qū)分別異形（圖 5c），它是用的偏壓一致模擬R95p （圖3c）。上面的分析表明，增加值RegCM3的相對于所述驅動GCM （即 FGOALS -G2 ），是明顯的空間分布來看對于總的和極端降水。該高 分辨率RegCM3模式中起著重要的作用，主要是因為

16、這可以讓復雜 的地形比中國要好得多解決，那么AME-地區(qū)降雨的模擬。更高的分 辨率也使得小規(guī)模的，大氣動力學，以得到更好的再現。事實上， 敏感性試驗采用RegCM3的顯示，更高的分辨率趨向于吸引更多降 水，不管地形的強迫。此外，為解決物理過程為極端降水要求高的 空間分辨率。RegCM3模式在SIM卡的合理性能ulating現今的沉淀是一個必要 前提網站為其在預測未來降水的使用的變化，這是分析和比較那些 FGOALS -G2在下面的部分中。4、預測未來降水變化中國PT OT的JJA的預計變化期間RCP8.5場景相對的下 FGOALS -G2展示增加降水青藏高原，長江流域和中國東北地區(qū)，而 減少被

17、發(fā)現在中國東南部和東北ERN中國（圖6a） 。RegCM3的 項目也增加中國PT OT的（減少）青藏高原和中國東北（東南中國）， 但以較大的幅度（圖6b）。的預反應降水在另一個區(qū)域氣候模式下 的警監(jiān)會的B2情景顯示了一個空間持續(xù)上升在全中國，除了青藏高 原南部，四川盆地，以及南部的北中國東部。在不一致的情況 PRCPTOT的FGOALS -G2之間的變化RegCM3的發(fā)現在長江流域，在那RegCM3的項目減少PRCPTOT，并在中國北部，在那里RegCM3的項目增加PRCPTOT。降水過程中這種不一致區(qū)域協(xié)調機 制及其驅動之間的季風季節(jié)大氣環(huán)流先前已經從其他。主要是 造成更強大和更逼真的地形強

18、迫的和RCM相關環(huán)流變化。R95p在JJA期間的變化相對于RCP8.5方案正在圖R95p的變化 一般遵循的總降水量的空間格局方面在這兩個FGOALS - g2和 RegCM3的，這表明極端降水變化是緊密聯系在一起那些總降水量 的。變化的幅度在R95p比PRCPTOT的弱圖。這與之前的研究一 致。在這種極端降水的潛在變化在過去20年的運行和SERES A1B運 行已被檢查。他們的研究報告說，極端降水將有更大的提高幅度比總 降水量的變化。這在以往的研究和之間的一致性的結果本研究可以歸 因于相對弱輻射的增加下，迫使SCE-期間。此外，RegCM3的提供 了更多的地域特色和項目的去折痕R95p沿長江流

19、域，而FGOALS -G2項目增加R95p的。此前，在一個變網格AGCM，極端降水事件有據預測，增幅比大多數的東 南部中國在A2情景。R95pT的變化顯示了一個二模式該R95p和 PRCPTOT 兩個 FGOALS -G2 和 RegCM3 模式（圖 8）。PRCPTOT的增加，R95p在中國東北的兩個FGOALS -G2和 RegCM3的不按比例增加跟隨的R95pT。R95pT的最大增幅被發(fā)現 了在這兩個FGOALS - G2和RegCM3的中國東南部。R95pT在 RegCM3模式（圖8b）的變化有較大的振幅比FGOALS -G2，因為 這PRCP -的TOR和R95p （圖8a）。需要注

20、意的是RegCM3的趨 向增加R95pT長江流域（圖8b），其中減少R95p和PRCPTOT的 是發(fā)現（圖6b和圖7b）。這一增長R95pT是由于到較小的下降R95p （圖 7b）的相比該 PRCPTOT 的（圖 6b） 。R95pF 在 JJA 的 變化是相似的的R95p在兩個FGOALS - g2和RegCM3模式（圖9）。 這兩個FGOALS - g2和RegCM3的模擬最大增加R95pF減少青藏高 原（中國東南部）類似的幅度，除非這RegCM3的提供了更多的地 域特色。REG- CM3顯示R95pF的符號相反FGOALS -G2在中國北 方和長江流域，作為中R95p。為了進一步探討預的

21、區(qū)域特征降水量的變化，我們劃分了中國連 續(xù)域劃分成6個分區(qū)域，如圖所示。1。該區(qū)域平均百分比變化預 計到和在JJA來源于極端降水FGOALS - g2和RegCM3模式示于圖。 10。大百分比變化是發(fā)現在中國東北在這兩個FGOALS - g2和 RegCM3模式（圖10C），而在中國北方的RegCM3的唯一（圖10D）。 注該PRCPTOT和R95p過大跌幅。中國東南部不遵守比例，很大比 例的變化（圖10E）。FGOALS -G2和RegCM3的同意的百分比- 的跡象條款在大多數地區(qū)年齡的變化，除長江流域。在這里， FGOALS - G2 的項目增加 PRCPTOT，R95p 和 R95pF，

22、而 RegCM3 的項目減?。▓D10F）。另外，還要注意的振幅，比那些由FGOALS -G2，RegCM3區(qū)域氣候預測的變化一般較大。5、討論上述分析表明，RegCM3的項目更大的幅度比降水變化FGOALS-G2 期間2016（40 RCP8.5下情況下，與最大的它們之間是-ING發(fā)現在 長江流域。變化沉淀是由控制熱力學和動力學過程，前者被變化有關 的，大氣水分含量，而后者的變化在大氣運動。5.1水汽含量的變化在溫暖的氣候，水汽在大氣中的污染物球體增大的傾向。在版本， 預計變化整層水汽期間方案正在變化。如圖所示，該變化表現出濃度 增長模式在整個中國的無論RegCM3的FGAOSL -G2。這些

23、空間濃 度的水汽含量增加贊成統(tǒng)一增加極端降水如果環(huán)境。OWS變化不 大。但這些增長不能看出，在突起（圖7）。另外，水蒸汽的振幅濃度10噸增幅在RegCM3的弱（圖11a和三） 除了在FGOALS -G2 （圖11b和d）所示。這將有利于降水的變化幅 度較弱的RegCM3的，但更強的幅度其實發(fā)現（圖10）。上述分析 表明，水蒸汽內容不是主要因素一阿拉斯預測預與降水變化及相關 RegCM3 模式和 FGOALS -G2。5.2垂直方向上水汽幅合的變化在極端降水變化格局中緯度地區(qū)有關的部分為低電平環(huán)流相關 特征研的變化和相關的水蒸汽變化。在垂直整合的水汽收斂預估的變 化，視為在Li等人的動態(tài)組件，為

24、相對于RCP8.5情景下，如圖所示， 注意色標RegCM3模式和FGOALS - G2之間。該改變垂直整合WA- 空間格局之三汽收斂在一定程度上類似那些PRCPTOT和R95p在兩 個 RegCM3 的 FGOALS -G2。PRCP -的增加（減少）TOT 和 R95p 在中國東北，中國東南其次是WA-收斂（發(fā)散）之三汽。注意PRCPTOT的增加和R95p長江流域的FGOALS -G2是隨后水蒸汽通量的，盡管收斂較小的空間范圍。同樣重要的是要注意，振幅根據RegCM3的變化，水汽。UX 的（圖12b）比那些從FGOALS -G2弱（圖12a）。這可以解釋的幅 度較大圖。12。在同圖6，但是對

25、于垂直集成水汽輻合（10 i 6 公斤米i 2秒i1 ）。在RegCM3的降水變化。6、總結在這項研究中，RegCM3模式其均勻的地平線50公里分辨率由 輸出驅動的FGOALS -G2為現今（1980到2005）和近未來（2015 到2040 ）下RCP8.5氣候情景使用單向嵌套的方法。該模型域 RegCM3模式被設置為CORDEX東亞做主。首先，RegCM3的附加 值，在計算模擬現今夏季降水的中國，進行評價。然后，電勢變化在 夏季降水，尤其是極端降水，在不久的將來（2016 （ 40 ），作為由 模擬無論RegCM3的和FGOALS -G2，進行了調查，相比較。兩者之間的不一致性已經討論，主要的結論可以總結，總結 如下：（1）在觀察，PRCPTOT顯示了類似的模式R95p和R95pF，大值 在長江流域，中國東南部和南部中國東北ERN部分。觀察R95pT在 中國西北部的大展示