论文部分内容阅读
气候模式是研究大气演变物理机制、预估未来气候变化的重要工具。提高模式性能，降低模拟误差一直以来都是气候模式发展的重要方向。为了能科学有效地提高模式性能，需要对模式模拟偏差以及偏差产生的物理机制有着深入的了解。模式间差异是模式偏差的重要组成部分。CMIP5模式对地表及大气温度的模拟还存在明显的偏差，特别是在高海拔地区和两极地区。本论文选取参加第五次气候模式比较计划(CMIP5)的29个气候系统模式1946-2005年共60年的月平均资料，通过地表能量平衡方程，分析了在南极、北极和青藏高原这三个区域内地表温度的模式间差异以及相关的热力学和动力学因素。论文的主要结论如下所示:
1，表面温度的模式间差异在南极、北极、青藏高原及其他大地形区域为最显著，其空间分布和IPCC AR5的第一工作组(WG1)报告里给出的多模式集合和观测之间的平均绝对误差非常接近，说明可以通过对模式间差异的分析，理解气候模式模拟结果中存在的不确定性和模式偏差。
2，南北二极表面温度的模式间差异都存在显著的冬季放大现象。南北二极模式间差异的冬季放大和全球变暖的极地放大现象相类似。尽管反照率差异造成的表面能量通量差异在夏季最为显著，但其作用在夏季主要转化为下垫面(尤其是海洋上层)。综合以上因素，使得南北二极夏季温度的模式间差异都较小。
3，青藏高原区域，表面温度模式间差异的冬季放大现象不显著，温度的模式间差异在各季节之间变化较小。此外，反照率对模式间温度差异冬夏变化较小，云辐射效应在夏季为更强的贡献，但夏季晴空向下长波辐射和感热潜热为更强的正贡献，两项相抵消使得总的模式间差异季节变化远较南北二级为小。
4，三极地区表面温度的模式间差异彼此之间存在一定程度的正关联。更重要的是，它们都和全球尺度的温度和环流特征的模式间差异相联系。
1，表面温度的模式间差异在南极、北极、青藏高原及其他大地形区域为最显著，其空间分布和IPCC AR5的第一工作组(WG1)报告里给出的多模式集合和观测之间的平均绝对误差非常接近，说明可以通过对模式间差异的分析，理解气候模式模拟结果中存在的不确定性和模式偏差。
2，南北二极表面温度的模式间差异都存在显著的冬季放大现象。南北二极模式间差异的冬季放大和全球变暖的极地放大现象相类似。尽管反照率差异造成的表面能量通量差异在夏季最为显著，但其作用在夏季主要转化为下垫面(尤其是海洋上层)。综合以上因素，使得南北二极夏季温度的模式间差异都较小。
3，青藏高原区域，表面温度模式间差异的冬季放大现象不显著，温度的模式间差异在各季节之间变化较小。此外，反照率对模式间温度差异冬夏变化较小，云辐射效应在夏季为更强的贡献，但夏季晴空向下长波辐射和感热潜热为更强的正贡献，两项相抵消使得总的模式间差异季节变化远较南北二级为小。
4，三极地区表面温度的模式间差异彼此之间存在一定程度的正关联。更重要的是，它们都和全球尺度的温度和环流特征的模式间差异相联系。