分位数映射法在RegCM4中国气温模拟订正中的应用

将一种分位数映射法RQUANT,应用到一个区域气候模式（RegCM4）所模拟中国气温的误差订正中。从气候平均态、年际变率、极端气候及农业气候等多方面,评估了该方法对日平均气温、日最高气温和日最低气温模拟的订正效果。结果表明,该订正方法对模式模拟的日平均、日最高和最低气温气候平均态的订正效果都非常明显,中国大部分地区的订正结果与观测的偏差在±0.5℃之间。在降低极端气温指数和农业气候相关指数的模拟误差方面也有显著的效果,但对气温年际变率的订正效果有限。结合以往对降水订正的评估分析,该方法对模式模拟结果有较好的订正效果,可以应用于区域气候模式的气候变化模拟预估中,为气候变化及相关影响评估研究提供更适用和可靠的数据。     

利用全球环流模式进行我国汛期短期气候预测的试验

利用OSU/NCC全球大气环流模式耦合全球混合层海洋与海冰模式,采用集合预报的方法,对中国汛期降水进行了1982~1995年共14年的跨季度综合性回报检验研究。结果表明,该模式对我国汛期降水具有一定的跨季度预报能力,对部分地区（江淮至华东沿海、东北部分地区等）有较强的预报能力。     

RegCM3区域气候模式对中国气候的模拟

使用RegCM3区域气候模式嵌套ERA40再分析资料,对东亚地区进行了15 a（1987-2001年）时间长度的数值积分试验。结果表明：模式可较好地模拟中国地面气温的分布和季节变化,但存在系统性的冷偏差;对降水的变化模拟也较好,但其地理分布模拟存在一定偏差。     

中国高精度土地覆盖数据在RegCM4/CLM模式中的引入及其对区域气候模拟影响的分析

基于中国1:100万植被图和1:600万植被区划图, 按照通用陆面模式CLM植被功能型分类标准, 制作了可用于CLM及RegCM4区域气候模式的25 km×25 km分辨率的中国高精度土地覆盖数据(简称VEG数据). 相比CLM默认使用的土地覆盖数据(简称ORG数据), VEG数据不仅能提供更多的土地覆盖局地特征, 还纠正了ORG数据中裸地和农作物的比例偏高、 灌木的比例偏低等误差. 对比使用两套土地覆盖数据的RegCM4多年连续积分结果, 分析了不同土地覆盖分布对气温、 降水等的影响, 并从地表能量收支的角度给出影响机理解释. 结果显示: VEG数据的使用, 使得模式对冬季气温和降水的模拟能力有一定提高, 模式在南部区域偏干偏冷的系统误差有所减弱; 采用VEG数据后, 由于粗糙度、 反照率等下垫面参数的改变及云量的变化, 使得地表能量收支发生显著调整. 青藏高原地区的气温变化与湍流通量和长波辐射的变化有密切的联系, 主要源自粗糙度引起的湍流通量增加、 以及云量引起的向下净长波辐射增加. 而在中国中部和南部, 短波辐射变化更为明显, 它与地表反照率的变化相一致. 基于所制作的土地覆盖数据, 可广泛应用于CLM模式在中国区域的应用之中.     

一套格点化的中国区域逐日观测资料及与其它资料的对比

为高分辨率气候模式检验等的需要,基于2400余个中国地面气象台站的观测资料,通过插值建立了一套0.25°×0.25°经纬度分辨率的格点化数据集(CN05.1).CN05.1包括日平均和最高、最低气温,以及降水4个变量.插值通过常用的"距平逼近"方法实现,首先将计算得到的气候平均场使用薄板样条方法进行插值,随后使用"角距权重法"对距平场进行插值,然后将两者叠加,得到最终的数据集.将CN05.1与CN05、EA05和APHRO三种日气温和降水资料(四种资料的分析时段统一为1961-2005年)进行对比,分析了它们对气候平均态和极端事件描述上的不同,结果表明几者总体来说在中国东部观测台站密集的地方差别较小,而在台站稀疏的西部差别较大,相差最大的是青藏高原北部至昆仑山西段等地形起伏较大而很少或没有观测台站的地方,反映了格点化数据在这些地区的不确定性,在使用中应予以注意.     

三峡水库气候效应及2006年夏季川渝高温干旱事件的区域气候模拟

针对2006年夏季川(四川)渝(重庆)地区的高温干旱事件，使用RegCM3区域气候模式，采用双重嵌套和次网格(SUB-BATS)方法，进行中国和三峡地区2005—2006年气候50 km和10 km(通过SUB-BATS方法达到2 km)分辨率数值模拟，并在此基础上进行了三峡地区下垫面改变(三峡水库建成蓄水)的气候效应模拟试验，重点分析了模式对中国和三峡地区夏季气候和气候异常的模拟能力，以及三峡水库对气温和降水的影响。结果表明，模式能较好模拟出中国和川渝地区的气候及以2006年川渝地区高温干旱为代表的气候异常，双重嵌套和SUB-BATS方法的应用，使模式能够提供局地和区域气候更详细的信息。有无三峡水库的对比试验表明，水库对周边区域气温、降水的影响很小，大部分格点上的变化达不到90%统计信度检验标准，气温变化中少数通过检验的格点基本集中于水库水体本身，邻近区域内气温和降水的变化随距库区的距离变远而变得更弱。除了库区本身降温和降水减少外，模拟结果中出现的变化更多表现为模式中出现的噪音。2006年夏季的川渝高温干旱，更多是由于大的环流场造成的，与局地强迫的关系不大，三峡水库在其中所起的作用非常微弱，可以忽略不计。     

未来我国南方低温雨雪冰冻灾害变化的数值模拟

使用高分辨率区域气候模式（RegCM3）,单向嵌套一个全球模式,对未来我国南方冰雪灾害在IPCC SRES A2情景下的变化进行了数值模拟。结果表明：未来南方地区低温日数整体将减少,但在广东和广西北部部分地区连续低温日数有增加现象;降雪日数和连续降雪日数会减少,但在江西等地降雪量将有所增加,同时强降雪事件在江西等地将增多,引起地面最大积雪深度和最大持续积雪日数的增加;湖南和贵州东部地区冻雨日数会减少,而在青藏高原东麓等地冻雨日数会增加。     

IPCC《全球1.5℃增暖特别报告》冰冻圈变化及其影响解读

在气候系统五大圈层中,冰冻圈对气候变化高度敏感,近几十年来气候变暖已引起全球冰川、冻土、积雪和海冰等冰冻圈要素加速退缩,进而对区域水资源、生态环境、社会经济发展和人类福祉产生了深远影响。2018年10月,IPCC在韩国仁川公布了《全球1.5℃增暖特别报告》（SR1.5）。报告较系统地呈现了关于全球1.5℃温升目标的基本科学认知,并探讨了可持续发展及消除贫困目标下加强全球响应的路径。在冰冻圈相关内容方面,报告呈现了有关全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈（主要是海冰和多年冻土）变化及其对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈影响的一些亮点结论,还关注了全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈相关的气候变化热点（区）和地球系统临界因素。报告指出,随着温度不断升高,冰冻圈及其相关要素和热点（区）面临的风险将不断增加,但将全球温升控制在1.5℃而不是2℃或更高时的风险将大大降低。     

气候变化科学的最新认知

 政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组于2007年2月2日发布的第四次评估报告明确指出,近100 a（1906-2005年）地球表面平均温度上升了0.74℃,近50 a的线性增温速率为0.13℃/10 a,1850年以来最暖的12个年份中有11个出现在近期的1995-2006年。全球变暖已经是不争的科学事实,报告认为人类活动是近50 a全球气候系统变暖的主要原因。 IPCC评估报告是国际科学界对气候变化问题最权威、最全面的认识,代表了目前全球气候变化研究的科学认识水平,是国际上制定相关政策的重要依据。     

温室效应对我国东部地区气候影响的高分辨率数值试验

使用RegCM3区域气候模式,单向嵌套NASA/NCAR 的全球环流模式FvGCM的输出结果,对中国东部地区进行了在实际温室气体浓度下当代1961~1990年和在IPCC A2温室气体排放情景下21世纪末期2071~2100年各30年时间长度,水平分辨率为20 km的气候变化模拟试验。首先分析全球和区域模式对中国东部地区当代气候的模拟情况,结果表明全球模式对中国东部地区气温的总体分布型模拟较好,但存在冷偏差,区域模式在对这个冷偏差有所纠正的同时,提供了气温地理分布更详细的信息。全球模式模拟的年降水中心位于长江流域,与观测差别较大,区域模式对此同样也有改进,降水高值区主要位于区域南部,并表现出较强的地形强迫特征。区域模式的模拟结果还表明,至21世纪末期,在温室效应作用下,中国东部的气温将明显升高,年平均气温的升高值在2.7~4.0℃之间,其中北部升温大于南部,冬季升温大于夏季。冬季升温表现出明显的随纬度增加而增加的分布型。模拟区域内年平均降水将增加,增加值一般在10%以上,部分地区达到30%。降水增加在夏季较明显,区域内以普遍增加为主,冬季降水自山东半岛至湖南地区将减少,其他地区增加。此外,对夏季高温日数和冬季低温日数及年平均大雨日数的变化也进行了分析。