CMIP6高分辨率模式比较计划（HighResMIP）概况与评述

高分辨率模式比较计划(HighResMIP)是第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的新增计划,旨在研究水平分辨率提高后对气候模式模拟性能的改进,并借助多模式集合的方法降低模拟的不确定性。中国有5个模式团队在CMIP6 GitHub上注册参加HighResMIP。文中对HighResMIP的科学背景、试验设计和参与模式等方面进行了简要介绍,为需要了解该计划的科研人员提供参考。     

NUIST-ESM模式及其参与CMIP6的方案

近几年来,南京信息工程大学（NUIST）地球系统模拟中心致力于地球系统模式研发。最新发展的第三版本南京信息工程大学地球系统模式（NUIST-ESM v3）在原有的基础上改进了边界层方案与对流参数化方案,调整了模式中云物理过程,改进了耦合物理过程和海冰反照率等过程。此版本作为参加第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的模式之一,注册了气候诊断、评估和描述试验（DECK）和历史气候模拟试验（Historical）以及ScenarioMIP、DAMIP、GMMIP、DCPP、PMIP、VolMIP和GeoMIP等7个比较子计划试验。目前DECK和Historical试验都已经完成,正将数据提交到ESGF数据发布平台。CMIP6模式比较子计划也将陆续完成并将发布数据,以供国内外学者下载使用。     

CMIP6检测归因模式比较计划（DAMIP）概况与评述

气候变化的检测归因是历次IPCC评估报告的重要组成部分。检测归因的目标是检测并量化由外强迫引起的变化,识别人为和自然强迫对气候变化的相对贡献。有助于全面评估气候系统是如何受人类活动影响的,所得结论对未来气候变化预估的信度而言至关重要。检测归因模式比较计划(DAMIP)是第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的一个子计划,共包含3个级别、多达14组不同强迫驱动下的试验。文中概述其科学背景、试验设计、参与模式情况,并评述该计划的意义、期待的产出以及中国的机遇和贡献,以期使读者迅速了解相关要点和进展,为利用这些模式模拟试验数据开展检测归因研究提供必要的参考。     

CMIP6情景模式比较计划（ScenarioMIP）概况与评述

情景模式比较计划（ScenarioMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）最重要的子计划之一。该子计划基于不同共享社会经济路径可能发生的能源结构所产生的人为排放及土地利用变化,设计了一系列新的情景预估试验,为未来气候变化机理研究以及气候变化减缓和适应研究提供关键的数据支持。文中将重点介绍ScenarioMIP的试验设计及模式参与情况,并对其应用前景加以讨论和展望。     

CMIP6二氧化碳移除模式比较计划（CDRMIP）概况与评述

地球工程是指通过人工方法在大规模尺度上干预气候系统,使地球气候降温的一种手段。CO₂移除是地球工程的主要途径之一。文中概述了CO₂移除地球工程的科学背景、各种CO₂移除方法的利弊、大尺度应用CO₂移除方法可能产生的气候效应和风险,以及CO₂移除方案在未来气候情景研究中的现状。在第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）框架下开展的CO₂移除模式比较计划（CDRMIP),为深入研究CO₂移除地球工程减缓气候变化的效能和气候系统对其的响应提供了统一试验方案和平台。CDRMIP的开展,对地球工程和气候变化研究具有重要的促进作用。     

CMIP6地球工程模式比较计划（GeoMIP）概况与评述

太阳辐射管理地球工程是应对气候变化的备用措施。地球工程模式比较计划（GeoMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的重要组成部分。GeoMIP设计了一系列理想化地球工程试验,包括直接减少太阳辐射强度、向平流层注入硫酸盐气溶胶、向海表上空云层注入气溶胶凝结核、增加海水反照率等。在GeoMIP的统一模拟框架下开展地球工程模拟试验,进一步揭示了不同地球工程措施对全球气候的影响和作用机理,从而帮助我们更好地认知气候系统对地球工程的响应过程。更多的中国气候模式参加GeoMIP将提升我国在地球工程研究和国际气候谈判中的国际影响力和话语权。     

CMIP6云反馈模式比较计划（CFMIP）概况与评述

世界气候研究计划(WCRP)于2003年支持开展云反馈模式比较计划（CFMIP)。目前已经开展到第三阶段（CFMIP-3)。相比前两阶段的试验,CFMIP-3试验设计更加丰富、具体,除增加CMIP6 DECK和Historical试验的观测模拟器（COSP）输出外,还围绕着回答7个云反馈相关的科学问题,设计了Tier-1（必做）和Tier-2（可选）两类试验。CFMIP将气候模拟、观测研究和过程模拟等几个研究方向更紧密地联系在一起,并为理解和模拟云及其辐射反馈的气候贡献提供更深刻的认识和分析手段。     

CMIP6年代际气候预测计划（DCPP）概况与评述

年代际气候预测计划（DCPP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的子计划之一,其目标是利用多模式开展气候系统年代际预测、可预测性和变率机制研究。DCPP设计了3组试验,即年代际回报试验、预报试验以及理解年代际变率机制和可预测性的敏感性试验。目前有21个模式拟参与DCPP计划,其中包括5个来自中国的模式。DCPP将推动解决气候系统从年际到年代际尺度预测相关的多项科学问题,评估当前气候预测系统预报技巧,挖掘潜在可预报性,研究长时间尺度气候变率形成机制,提供对科学和社会有用的预测产品。     

全球季风模式比较计划（GMMIP）概述

全球季风模式比较计划（GMMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的重要组成部分。文中首先介绍了GMMIP发起的科学背景,指出发起GMMIP的必要性和历史机遇。进一步扼要描述了GMMIP试验设计的总体思路和方案、试验的用途以及与CMIP6其他模式比较子计划的相关性。最后对GMMIP的科学意义进行了评述,指出其在提升和扩大中国季风模拟和研究领域国际影响力方面的重要作用。     

CMIP6地球系统模式对亚洲当今PM2.5的模拟和不确定性分析

本文评估了第六次耦合模式比较计划（CMIP6）中十个地球系统模式（ESM）对亚洲地表PM_2.5浓度的模拟并进行了不确定性分析。2005–2020年ESM模拟的PM_2.5及其气溶胶组分的空间分布与现代研究与应用回顾分析第2版（MERRA-2）一致。中国东部和印度北部为PM_2.5高值区,其中硫酸盐和有机气溶胶（OA）贡献较大;沙尘为主的中国西北部是第三个高值区。多模式集合平均低估了2014–2019年观测的PM_2.5,模拟偏差部分来自观测站点的分布和PM_2.5的估算方法,也与ESM在局部对PM_2.5组分模拟的不确定性有关。东亚的不确定性归因于硫酸盐和沙尘,南亚为硫酸盐、OA和沙尘,东南亚为海盐,中亚为沙尘。这与各ESM对气溶胶的不同算法有关,如粒径分类、动力传输、物理和化学机制等,此分析可为ESM的进一步发展提供依据。     

长江源区水循环研究现状及问题思考

本文利用国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）中22个全球气候模式试验数据,通过MR评分（Comprehensive Rating Metrics）方法进行评估,择优选取了GFDL-CM4、EC-Earth3、MIROC6等10个模式,使用这些模式在SSP245和SSP585两种共享社会经济路径（SSPs）下的预估试验数据,对未来30年（2021～2050年）长江流域夏季降水,特别是极端降水事件的时空演变特征,进行了预估。结果显示,两种不同排放情景下,相对于1980～2010年的平均,流域总降水量（PRCPTOT）、降水强度（SDII）均呈现显著增加趋势,特别是在上游高原和中下游平原地区;降水频次（R1mm）上游减少,中下游增加,二者相抵导致了流域降水频次整体变化不明显;强降水量（R95p）增加约9.6％、16.5%（SSP245、SSP585）,极端降水量（R99p）增加约10.2％、15.5%,最大5日降水量（RX5day）也为增长趋势;连续无降水日数（CDD）在整个流域呈现增多,特别是上游地区。两种排放情景相比较,高情景（SSP585）下的变化强度要比中低情景（SSP245）大。这些结果意味着,未来30年长江流域降水气候可能变得更为极端,不仅总降水量增加,暴雨、大暴雨易于出现,而且连续无雨日长度也增加,干旱变得更为频繁。特别地,中下游地区要警惕发生极端暴雨、极端洪涝的风险,而上游地区要警惕发生干旱、极端干旱的风险。