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梅雨是东亚夏季风区特有的天气气候现象，是江淮流域夏季降水的主要来源，梅雨的多寡甚至影响旱涝，关系到国家的防汛抗旱。区域气候模式是研究梅雨的重要手段，而环流模拟偏差直接制约着模式的模拟效果，如何改进模式环流模拟偏差一直是模式发展团队关注的问题。本文通过分析多种观测降水资料和再分析环流资料，总结出了1979-2007年梅雨期间降水和对应的环流特征。在观测分析的基础上，将基于谱逼近的环流校正引入区域气候模式RegCM3中，并通过敏感性试验确定了适合江淮梅雨模拟的谱逼近参数配置。将加入谱逼近的模式版本和原有版本进行比较，分析了环流校正对梅雨气候态、年际变率和2000年以后年代际北移等特征的模拟的影响。此外，围绕区域海气耦合模式开展了一些探索。改进了LASG发展的区域海气耦合模式FROALS(The Flexible RegionalOcean Atmosphere Land System)中RegCM3与POM的耦合方式，将环流校正加入改进后的FROALS中，探讨了其对区域海气耦合模式梅雨模拟改进的可能贡献及其对梅雨气候态、年际变率和2000年以后年代际北移等特征的模拟的影响。分析表明，环流校正能够改进区域气候模式和区域海气耦合模式对梅雨特征的模拟。全文主要结论如下：
一、基于多种观测资料和再分析资料，总结出江淮梅雨降水和环流的气候态、年际变率和2000年以后年代际北移特征
基于逐年梅雨期合成分析的方法，利用APHRO、Xie和站点资料等三套观测降水资料及NCEP1、NCEP2、ERA40和JRA25等四套再分析环流资料，分析了1979-2007年梅雨气候态、年际变率和2000年以后梅雨北移特征，并讨论了2000年以后梅雨北移的环流原因。结果表明，不同降水观测资料均显示梅雨雨带位于江淮流域，呈东西向带状分布。再分析资料所描述的梅雨降水特征接近观测资料，但NCEP2和JRA25在淮河流域略偏强；而ERA40中梅雨降水在长江流域偏弱。
梅雨期间江淮流域的水汽主要由南边界输入，东边界输出。NCEP1和ERA40的水汽输送特征较一致。与二者相比较，NCEP2的西边界输入偏少，北边界输出也偏少，因此净水汽与NCEP1和ERA40一致。而JRA25南边界水汽输入偏少，东边界输出偏多，使得净水汽偏少。
气候态梅雨锋(用假相当位温经向梯度大于1.5K/纬度区域表示)南缘位于32°N附近，中心位于35°N附近，低空锋面随高度倾斜较小，400hPa以上逐渐向北倾斜。锋面南侧存在正涡度带，随高度逐渐向北倾斜。梅雨降水位于正涡度带附近，大值中心在30°N附近，其上空700-400hPa之间存在一个深厚的高温高湿、准正压区。NCEP1所描述的梅雨锋强度最强，JRA25的最弱。
江淮梅雨存在较强的年际变率，EOF分析发现梅雨降水主要存在两个年际变率模态：江淮降水一致变化型和淮河-长江流域反位相变化型。江淮降水一致多雨型对应梅雨锋强度偏强，高温高湿区位于江淮流域上空，而淮河流域多雨、长江流域少雨型则对应梅雨锋强度偏弱，高温高湿区位于淮河流域上空。JRA25描述的梅雨锋偏强位置较其他再分析资料略偏南。
梅雨雨带在2000年后出现年代际北移，对应于梅雨期间长江流域及以南区域对流层中上层降温，对应为下沉异常，淮河流域及以北区域升温，对应为上升异常，同时“南冷北暖”的异常分布使得对流层中上层经向热力差异减弱，急流北移。江淮流域低空大气增暖造成低层海陆热力对比加大，南风增强，同时大气增温使得凝结温度升高；在二者共同作用下，水汽需向北输送更远才能凝结形成降水，对应梅雨雨带北移。JRA25所揭示的对流层中上层经向热力对比减弱较其他再分析资料更明显，而低层由于海洋上空温度偏低，导致海陆热力差异较其他再分析资料偏高。
二、环流校正能明显改进RegCM3对2003年梅雨的模拟
为校正区域气候模式RegCM3的环流模拟偏差，将基于谱逼近的环流校正方案加入RegCM3中，针对2003年江淮梅雨模拟，检验了权重函数、强度系数和临界高度等三个谱逼近参数对梅雨模拟的改进效果。结果表明，原有模式版本模拟的环流存在急流偏弱偏北、副高偏弱偏东等偏差。谱逼近能较好的改进这一偏差。其对模拟效果的改进更多地依赖于强度系数，而对权重函数依赖较小。当权重函数与von Storch et al.(2000)相同，强度系数取0.05，临界高度取850hPa时，环流校正对模拟的改进最明显。在当前环流模拟效果亟待改进的情形下，谱逼近技术不失为一条有效途径。
三、环流校正能明显改进RegCM3对梅雨气候态、年际变率和2000年以后梅雨年代际北移等特征的模拟
在将环流校正引入到RegCM3的基础上，以1982-2007年逐年5-8月的NCEP2再分析资料为强迫场，分别驱动加入环流校正前后的RegCM3，进行逐年梅雨模拟，分析环流校正对梅雨气候态、年际变率和2000年以后年代际北移等特征模拟的影响。结果表明，环流校正可以较大程度地改进模式对环流的模拟，进而改进对降水的模拟。环流校正能改进大多数年份的梅雨环流和降水模拟，尤其是丰梅年。而对1987、1994、1997和2000年四个欠梅年，环流校正对环流模拟也有明显改进，但由于欠梅年环流自身偏弱，使得谱逼近对环流的改进最终没能体现为降水模拟的改进。环流校正不仅能改进模式对梅雨气候态和年际变率的模拟，也能改进模式对2000年以后梅雨位置年代际北移的模拟，而未加入环流校正的RegCM3不能再现出这一现象。
四、环流校正能提升区域海气耦合模式对2003年梅雨的模拟性能
为减小海气通量交换时的插值误差，改变了LASG发展的区域海气耦合模式FROALS中RegCM3和POM的耦合方式，使得海气分量模式共用一套可变投影方式的网格，实现海气通量点对点直接耦合。在此基础上，将基于谱逼近的环流校正引入该区域海气耦合模式中。
利用加入环流校正前后的FROALS，进行2003年江淮梅雨模拟，结果发现，未加入环流校正前，区域海气耦合模式模拟的近海洋面上低空偏干冷，大气层结更稳定，使得低层云量增多，阻挡了短波到达海面，导致海表温度偏低，低空海陆热力差异加大，降水位置偏北。加入环流校正后，海洋上低空的干冷偏差减小，使得低层云量减少，到达海表的短波增多，模拟的海温升高，低空海陆热力差异减小，水汽输送位置更接近再分析资料，从而改进了梅雨降水的模拟。
五、环流校正能改进区域海气耦合模式对梅雨气候态、年际变率和2000年以后年代际北移等特征的模拟
利用改进后的FROALS，以NCEP2再分析资料为驱动场，进行1982-2007年逐年5-8月积分，分析了海气耦合和环流校正对模式梅雨气候态、年际变率和2000年以后年代际北移特征模拟的影响。结果表明，单独海气耦合模式低层海陆热力差异加大，近海向我国东部地区输送的水汽偏多，模拟的梅雨降水偏北、年际变率偏弱，且不能再现2000年以后年代际北移特征。环流校正能较好的改进海气耦合模式的模拟偏差。相对而言，环流校正对模式梅雨模拟的改进能力强于海气耦合。对大气分量模式进行环流校正后再进行海气耦合，能使得模拟更大程度地接近观测，这也说明大气分量模式误差可能是区域海气耦合模式的主要误差来源。