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气候模式对亚洲夏季风降水的模拟存在一定的偏差，而且模式间表现出明显的差异。因此，研究亚洲夏季风降水的模拟偏差对改进气候模式具有重要的意义。本文基于CMIP5模式模拟的亚洲夏季风降水，分析了多模式间的主要差异特征及其可能的影响，主要探讨了亚洲季风区降水模拟偏差与降水年际变率模拟以及未来降水变化预估之间的联系。在此基础上，还探讨了历史降水的模拟与更远区域即萨赫勒地区未来降水变化之间的联系。得到主要结论如下:
1.亚洲季风区夏季降水的历史模拟偏差
在CMIP5多模式的历史模拟中，亚洲季风区夏季降水模拟差异的最主要空间特征是南亚与西北太平洋区域之间降水反向型（SA-WNP反向型）。两个区域平均的降水在模式间存在显著的负相关关系。
降水模拟偏差的这种反向型与大尺度环流相匹配，主要体现在索马里跨赤道气流与印度季风的强弱，以及西北太平洋副热带高亚的位置、强度差异。此外，模式的对流参数化方案与SA-WNP偏差反向型之间存在紧密联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-McFarlane对流参数化方案的模式倾向于高估南亚的历史降水，同时在西北太平洋区域的降水偏差相对较弱;而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式则倾向于明显地高估西北太平洋的降水量，并低估南亚的降水。
2.历史模拟偏差与东亚夏季急流和降水年际相关模拟之间的关系
在观测中，东亚夏季高空急流的经向偏移与东亚夏季降水密切相关。CMIP5模式基本能合理抓住东亚急流的年际经向偏移特征。然而，急流经向偏移与降水之间年际相关关系的模拟在不同模式之间存在很大差异，且几乎所有模式模拟出的二者联系都比观测更弱，一些模式甚至模拟出虚假的负相关关系。
东亚急流-降水相关的这种模拟差异与模式中急流气候态的位置以及年际偏移的强度密切相关。此外，急流-降水相关强弱还与历史降水模拟偏差的SA-WNP反向型存在紧密关联:当某一模式模拟的历史降水在南亚偏多而在西北太平洋区域偏少，则该模式倾向于模拟出较强的东亚急流-降水相关关系;反之，则倾向于模拟出较弱的关系。
3.历史模拟偏差与亚洲季风区未来降水预估之间的关系
在全球变暖背景下，CMIP5模式集合平均的预估结果表明亚洲季风区未来的夏季降水会增加。这种增加主要出现在气候态降水丰富的区域，而这些区域也是预估不确定性最大的地方。模式预估的这种不确定性与SA-WNP历史降水偏差反向型存在一定的联系，并且这种联系主要体现在西北太平洋局地的相关关系。当一个模式在西北太平洋模拟的历史降水偏多时，预估的该区域未来降水倾向于增加显著;反之，则预估的未来降水增幅很弱。基于这一联系，利用历史模拟偏差对预估的降水变化进行了校正。通过校正，西北太平洋区域的未来降水增幅明显减小。
模式的对流参数化方案与预估的未来西北太平洋降水变化有密切的联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-MeFarlane方案的模式预估的降水增加量相对较弱，甚至可能预估减少，而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式预估的未来降水则往往显著增多。因此，对流参数化方案可能是引起西北太平洋历史降水模拟-未来预估之间关联的重要原因。
4.历史模拟偏差与非洲萨赫勒地区未来降水预估之间的关系
萨赫勒地区的未来夏季降水变化预估与历史降水模拟偏差（SA-WNP反向型）也存在显著的关系:当气候模式模拟的历史降水在南亚偏多而在西北太平洋偏少时，其预估的萨赫勒未来降水倾向于显著增加，反之亦然。基于上述相关关系对预估进行校正后，萨赫勒地区的未来降水增幅明显强于未订正前的多模式集合平均。
与历史降水模拟偏差有关的萨赫勒降水预估差异和对流层整层的环流预估差异是完全匹配的。不同对流参数化方案同时与历史模拟偏差和萨赫勒未来降水预估存在紧密联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-McFarlane方案的模式在南亚的历史降水模拟偏多，同时倾向于预估未来萨赫勒降水显著增多;而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式则倾向于预估萨赫勒降水微弱变化甚至减少。因此，对流参数化方案在一定程度上形成了模式间历史偏差和未来预估之间的关系。
1.亚洲季风区夏季降水的历史模拟偏差
在CMIP5多模式的历史模拟中，亚洲季风区夏季降水模拟差异的最主要空间特征是南亚与西北太平洋区域之间降水反向型（SA-WNP反向型）。两个区域平均的降水在模式间存在显著的负相关关系。
降水模拟偏差的这种反向型与大尺度环流相匹配，主要体现在索马里跨赤道气流与印度季风的强弱，以及西北太平洋副热带高亚的位置、强度差异。此外，模式的对流参数化方案与SA-WNP偏差反向型之间存在紧密联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-McFarlane对流参数化方案的模式倾向于高估南亚的历史降水，同时在西北太平洋区域的降水偏差相对较弱;而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式则倾向于明显地高估西北太平洋的降水量，并低估南亚的降水。
2.历史模拟偏差与东亚夏季急流和降水年际相关模拟之间的关系
在观测中，东亚夏季高空急流的经向偏移与东亚夏季降水密切相关。CMIP5模式基本能合理抓住东亚急流的年际经向偏移特征。然而，急流经向偏移与降水之间年际相关关系的模拟在不同模式之间存在很大差异，且几乎所有模式模拟出的二者联系都比观测更弱，一些模式甚至模拟出虚假的负相关关系。
东亚急流-降水相关的这种模拟差异与模式中急流气候态的位置以及年际偏移的强度密切相关。此外，急流-降水相关强弱还与历史降水模拟偏差的SA-WNP反向型存在紧密关联:当某一模式模拟的历史降水在南亚偏多而在西北太平洋区域偏少，则该模式倾向于模拟出较强的东亚急流-降水相关关系;反之，则倾向于模拟出较弱的关系。
3.历史模拟偏差与亚洲季风区未来降水预估之间的关系
在全球变暖背景下，CMIP5模式集合平均的预估结果表明亚洲季风区未来的夏季降水会增加。这种增加主要出现在气候态降水丰富的区域，而这些区域也是预估不确定性最大的地方。模式预估的这种不确定性与SA-WNP历史降水偏差反向型存在一定的联系，并且这种联系主要体现在西北太平洋局地的相关关系。当一个模式在西北太平洋模拟的历史降水偏多时，预估的该区域未来降水倾向于增加显著;反之，则预估的未来降水增幅很弱。基于这一联系，利用历史模拟偏差对预估的降水变化进行了校正。通过校正，西北太平洋区域的未来降水增幅明显减小。
模式的对流参数化方案与预估的未来西北太平洋降水变化有密切的联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-MeFarlane方案的模式预估的降水增加量相对较弱，甚至可能预估减少，而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式预估的未来降水则往往显著增多。因此，对流参数化方案可能是引起西北太平洋历史降水模拟-未来预估之间关联的重要原因。
4.历史模拟偏差与非洲萨赫勒地区未来降水预估之间的关系
萨赫勒地区的未来夏季降水变化预估与历史降水模拟偏差（SA-WNP反向型）也存在显著的关系:当气候模式模拟的历史降水在南亚偏多而在西北太平洋偏少时，其预估的萨赫勒未来降水倾向于显著增加，反之亦然。基于上述相关关系对预估进行校正后，萨赫勒地区的未来降水增幅明显强于未订正前的多模式集合平均。
与历史降水模拟偏差有关的萨赫勒降水预估差异和对流层整层的环流预估差异是完全匹配的。不同对流参数化方案同时与历史模拟偏差和萨赫勒未来降水预估存在紧密联系:采用Arakawa-Schubert方案和Zhang-McFarlane方案的模式在南亚的历史降水模拟偏多，同时倾向于预估未来萨赫勒降水显著增多;而采用Gregory-Rowntree方案和Tiedtke方案的模式则倾向于预估萨赫勒降水微弱变化甚至减少。因此，对流参数化方案在一定程度上形成了模式间历史偏差和未来预估之间的关系。