论文部分内容阅读
本文首次将中国科学院大气物理研究所东亚中心的区域环境系统集成模式RIEMS与LASG的全球海气耦合模式GOALS IAP/LASG进行单向嵌套，首先利用全球海气耦合模式和嵌套区域模式RIEMS对中国西部地区现代气候进行了模拟分析，检验了嵌套区域气候模式对中国西部地区的模拟性能，进而利用嵌套区域气候模式RIEMS对中国西部地区未来气候变化进行了情景预测，系统分析了在CO2浓度递增情景下中国西部地区未来气候的变化情况，同时与全球模式结果进行了一定的对比分析。
(1)全球海气耦合模式GOALS能基本模拟出中国区域地面气温和降水的主要特征，对大尺度环流场具有较强的模拟能力，因而其模拟结果能够作为区域气候模式RIEMS的大尺度驱动场。
(2)区域气候模式RIEMS与全球模式GOALS单向嵌套，能够进行长时间的积分试验。对中国西部地区现代气候的10年积分试验结果表明，嵌套区域气候模式RIEMS由于具有较高的分辨率和较完善的物理过程，能够较好地模拟出中国西部地区地面气温、降水的空间分布及时间变化特征，模拟结果优于全球海气耦合模式GOALS，与观测结果更为接近。模式对地面气温的模拟效果好于对降水的模拟。
(3)利用嵌套区域气候模式RIEMS对二氧化碳递增情形下中国西部地区未来10、20和50年代三个10年段的气候变化进行数值模拟，结果表明：
由于二氧化碳浓度增加造成的温室效应使得中国西部地区地面气温明显升高，西部地区升温幅度高于中国其它区域，尤其是青藏高原升温最为显著。到未来50年代中国西部地区年平均温度增加1.2℃，西南地区升温幅度较西北地区大。整个西部地区冬季升温的线性趋势较夏季大，分别为1.4℃/50a和0.7/50a，单独西北或西南地区春、秋季增温幅度较冬、夏季大。
随着CO2浓度的递增，西部地区降水总体呈增加趋势。降水增加最显著的区域为新疆塔里木盆地及内蒙古西部地区。未来10、20和50年代西部地区年总降水分别增加3％、2％和7％。秋季降水的变化百分率最大，到未来50年代增加26％，其次为夏季。
RIEMS模拟的西部地区地面气温的增加幅度及降水的变化幅度均比GOALS模拟的要小。由于地理位置等的差异，西部地区主要典型台站之间地面气温和降水的变化有一定的不同。
(4)经验正交函数(EOF)分解能够将气象场的时间变化和空间分布特征进行分离。利用EOF分解对全球模式GOALS和区域模式RIEMS的模拟结果进行分析表明，模式能够较好地模拟中国西部地区地面气温和降水的空间分布、季节变化和年际变率特征等，对CO2浓度递增情形下中国西部地区未来气候变化尤其是温度增加的趋势特征能够较为清楚的反映出来。
(5)由于区域气候模式需要全球模式提供大尺度驱动场，然而全球模式的模拟结果本身具有一定的不确定性，尤其本文进行长期积分所用的全球海气耦合模式分辨率较低，同时区域模式物理过程参数化方案、水平和垂直分辨率，侧边界方案、地形处理等都对区域模式模拟结果产生影响，因而模拟结果具有一定的不确定性。对中国西部地区未来气候变化的模拟还需要做进一步的模拟研究，尤其是需要进行多模式多驱动场等的集成模拟研究。