周波涛教授团队基于20个CMIP6模式对中国北方降水气候态和年际变率的模拟能力,将模式分为3组集合:“排名最高”模式集合(BMME)、“排名最低”模式集合(WMME)和所有模式集合(AMME),从大气环流和水汽收支的角度,探讨了其对中国北方冬季和夏季降水模拟与预估差异的可能原因,所得结果为气候模式的发展以及深入认识预估不确定性提供了理论依据。主要结果如下:
(1)相比于AMME和WMME,BMME明显减小了冬季降水模拟湿偏差,尤其是西北中东部地区。对于夏季降水的模拟,BMME相较于AMME和WMME的改善不明显。与AMME和WMME相比,BMME减少了对蒸发的高估,从而改善了对冬季降水的模拟。夏季,垂直水汽平流的模拟偏差在BMME中得到改善,从而使其模拟的华北和东北夏季降水略优于AMME和WMME。
(2)在高排放情景(SSP5-8.5)下,到21世纪末,BMME预估的中国北方地区冬、夏季降水增幅比AMME和WMME预估的偏大。原因之一在于BMME预估的蒸发增幅偏大。其预估的与大气环流变化有关的动力项增幅更大也起一定贡献。此外,BMME预估的非线性项较大增幅对其预估中国北方冬季降水增幅偏大具有贡献。
图1: 3组模式集合预估的SSP5-8.5情景下2081-2100年冬、夏季降水变化百分比(单位:%,相对1995-2014)
图2: SSP5-8.5情景下3组模式集合预估2081-2100年(a、b)华北、(c、d)东北和(e、f)西北(左列)冬季和(右列)夏季水汽收支方程各项变化值(单位:%,相对1995-2014年)
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Yang, X. L., Zhou B. T.*, Xu Y., and Han Z. Y. 2023: CMIP6 Evaluation and Projection of Precipitation over Northern China: Further Investigation. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-2092-4.
Yang, X. L., Zhou B. T.*, Xu Y., and Han Z. Y., 2021: CMIP6 evaluation and projection of temperature and precipitation over China. Adv. Atmos. Sci., 38, 817–830, https://doi.org/10.1007/s00376-021-0351-4.