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土壤湿度自身持续性和海洋外强迫对土壤湿度可预报性的影响
作者:朱司光               发布时间:2020/03/10 22:11:18              浏览量:

土壤湿度一定程度上可以“记忆”大气变化的信息,是影响天气和气候变化的重要因素。因而,对于土壤湿度可预报性的研究,可以为未来天气、气候的预测提供重要线索。土壤湿度的可预报性可以来自于自身的持续性,也可以来自于外强迫因素。近日,我院陆气相互作用团队的朱司光博士和陈海山教授等通过数值模拟,评估了土壤湿度自身持续性和海洋外强迫因子对于土壤湿度可预报性的影响,相关成果发表于《Climate Dynamics》。

研究利用公共地球系统模型(Community Earth System Model,CESM)进行了20组AMIP类的长时间(50年)集合试验;通过典型相关和多元回归分析,深入探讨了土壤湿度自身持续性和海洋外强迫对土壤湿度可预报性的影响。研究发现:仅考虑土壤湿度的自身持续性,土壤湿度的可预报性仅为1-2个月,而考虑海温作为外强迫因子时,可以显著提高土壤湿度的可预报性;考虑海温外强迫之后,热带、北美和西亚地区土壤湿度可预报性的提升最为显著,提升可达2-3个月左右(Fig.1)。研究定量评估了土壤湿度自身持续性和不同海温模态对土壤湿度可预报性的贡献(Fig. 2)。进一步分析发现海温对于土壤湿度可预报性的可能影响途径:在热带地区,海温主要是通过影响地表温度和降水,来提升当地土壤湿度的可预报性;在其他地区,海温对风速、云量和地表蒸发等因子的影响也对土壤湿度的可预报性的提升起到了重要作用。此项研究可以为深入理解土壤湿度的可预报性及其气候效应提供了一定的参考。

Fig. 1 Overview of the main contributor (persistence vs SST forcing) to SST regression model in the four seasons (from top to bottom) at different leading month (1, 3, 5 months from left to right). The white part over land indicates the nonsignificant areas (p>0.05).


Fig. 2 The top SST EOF modes based on the sorting list of the canonical coefficients from the first canonical variables (top left). The top five EOF modes of the global monthly mean SST is also showed here.


相关文献:

Zhu, S., Chen, H., Dong, X. et al. 2020 Influence of persistence and oceanic forcing on global soil moisture predictability. Climate Dynamics. https://doi.org/10.1007/s00382-020-05184-8