CMIP5模式对东北地区气温模拟能力评估

利用CMIP5的多模式集合资料和中国东北地区162个站点逐月平均气温实测资料,从时间变化和空间分布两方面评估了CMIP5模式对1961~2005年中国东北地区气温的模拟能力。结果表明:全球气候模式能够较好地再现东北地区气温显著增高趋势和年平均气温由南向北递减的纬向分布特征以及冷暖中心。EOF分析结果显示,东北地区20世纪90年代以前增温较慢,90年代之后增温较快,东北地区年平均气温呈现南北反位相的时空变化特征。模拟结果和观测结果具有较好的一致性。     

CMIP5模式对东北地区气温模拟能力评估

利用CMIP5的多模式集合资料和中国东北地区162个站点逐月平均气温实测资料,从时间变化和空间分布两方面评估了CMIP5模式对1961²005年中国东北地区气温的模拟能力。结果表明:全球气候模式能够较好地再现东北地区气温显著增高趋势和年平均气温由南向北递减的纬向分布特征以及冷暖中心。EOF分析结果显示,东北地区20世纪90年代以前增温较慢,90年代之后增温较快,东北地区年平均气温呈现南北反位相的时空变化特征。模拟结果和观测结果具有较好的一致性。     

CMIP5对东北地区气温评估和2℃/4℃升温阈值出现时间研究

利用全球气候模式、多模式集合和东北三省观测数据,评估了不同典型浓度路径下全球气候模式和多模式集合对东北区域气温变化模拟能力和可信度,结果发现最优模式模拟结果优于多模式集合,具有较高的可信度.2℃升温阈值结果分析表明:大部分地区首次稳定到达2℃阈值开始年份分别出现在2025年之前(RCP2.6),在2015年之前(RCP...     

IPCC AR5全球模式对华北地区未来气候的预估

基于CMIP5中的19个全球海气耦合模式结果,在对模式模拟能力进行检验的基础上,分析了华北地区未来气候变化,结果表明,全球模式对华北地区气候有一定的模拟能力,对气温空间分布模拟效果较好,对降水的模拟效果与气温相比相对较差。多模式集合平均值能较好地给出华北区域当代气候变化特征,较大多数单个模式模拟效果好,与观测的空间相关系数有所提高,尤其是降水;对未来集合预估的结果表明,21世纪末期不同排放情景下,华北地区年、冬季和夏季气温均将升高,降水也以增加为主,且RCP8.5情景下升温和降水增加幅度较RCP2.6和RCP4.5情景更为显著。     

BCC-CSM2-MR模式对东亚冬季风气候特征的模拟评估

基于东安格里亚大学气候研究中心(Climatic Research Unit, CRU)资料及NCEP/DOE再分析数据集,评估了第六次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)中BCC-CSM2-MR气候模式对东亚冬季风(East Asian Winter Monsoom, EAWM)气候特征的模拟能力.结果表明：BCC-CSM2-MR模式能够合理再现西伯利亚高压、阿留申低压、 850 hPa偏北风、 500 hPa东亚大槽及200 hPa东亚西风急流等EAWM环流系统的气候态分布.其中,BCC-CSM2-MR模式对500 hPa高度场的模拟效果最好. BCC-CSM2-MR模式能够捕捉EAWM的年际变化及年代际减弱趋势,但是模式中EAWM的减弱趋势小于观测结果.模式能够模拟出EAWM异常对应的西伯利亚高压异常及阿留申低压异常,但是由于高低压异常中心位置与观测资料的差异,导致模式中EAWM异常对应的东亚低层北风异常相对观测结果偏弱,2 m气温负异常也较观测结果偏弱.     

利用CMIP5多模式集合模拟气候变化对中国小麦产量的影响

【目的】利用最新的国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中30个全球大气-海洋耦合模式（AOGCMs）在典型浓度路径（RCPs）情景下的气候预估结果,基于集合模拟的方法评估气候变化对中国未来小麦产量的影响。【方法】气候变化对农业的影响评估通常基于未来逐日的气象资料,然而AOGCMs模拟的逐日数据存在较大的不确定性。利用“虚拟气候变暖”（PGW）的方法,将CMIP5模式预估的未来气候变化的信号与当前气候的逐日站点观测资料相结合,得到未来气候预估的逐日数据集合。结合作物过程模型CERES-Wheat,利用集合模拟的方法,以概率的形式量化表述气候变化对中国小麦产量影响的不确定性。【结果】未来中国冬春小麦代表站在其小麦生育期内的平均气温均有升高。预估21世纪末期,冬小麦代表站平均增温2.7-2.9℃,春小麦代表站平均增温3.0-3.3℃。RCP8.5情景比RCP2.6情景增温显著。预估未来冬、春小麦在其生育期内的降水量普遍增加,并随着排放量的增长,降水量表现出逐渐增多的趋势。在仅改变未来气候变化的条件下,冬、春小麦的灌溉小麦单产相对于1996-2005年普遍减产,并且随着气候变化,灌溉小麦的减产概率上升。春小麦代表站在灌溉条件下小麦减产的程度比冬小麦代表站更显著。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下减产2%左右,在RCP4.5情景下减产6%左右,在RCP8.5情景下减产9%左右,减产概率超过85%。预估春小麦代表站在RCP2.6情景下减产5%,在RCP4.5情景下减产8%以上,在RCP8.5情景下减产15%以上,减产概率超过90%。在雨养条件下,冬小麦代表站的小麦单产相较于1996-2005年显著增产。预估到21世纪末期,冬小麦代表站在RCP2.6情景下增产21%以上,在RCP4.5情景下增产22%以上,在RCP8.5情景下增产25%以上,增产概率超过90%。【结论】利用PGW方法获得未来气候预估的逐日数据集合有效的保留了当前气候的天气信息,尤其是极端天气事件的信息。利用集合模拟的方法评估未来气候在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下对中国小麦单产的影响,表明在灌溉条件下,随着排放量的增加,气候变化导致中国小麦单产减产的概率逐渐上升。雨养小麦单产集合的不确定性较灌溉条件大。     

太平洋海表面温度及全球海平面气压的年代际持续性

利用1900～2011年的海表面温度(SST)和海平面气压场资料,研究了太平洋地区海表面温度及全球大气的年代际持续性分布特征,结果表明,SST在北太平洋和西太平洋地区存在较高的年代际持续性,这些区域SST持续性平均在10年左右,最高达18年以上,低值区主要在热带中太平洋,持续性在4年以下。北太平洋的高持续性与太平洋年代际振荡(PDO)有密切联系,而热带中太平洋的低持续性主要是受到ENSO的影响;大气持续性具有明显的纬向分布特征,在高纬度地区的持续性较高,在20°S和60°N附近持续性较低。     

CMIP5对东北地区气温评估和2℃/4℃升温阈值出现时间研究

利用全球气候模式、多模式集合和东北三省观测数据,评估了不同典型浓度路径下全球气候模式和多模式集合对东北区域气温变化模拟能力和可信度,结果发现最优模式模拟结果优于多模式集合,具有较高的可信度。2℃升温阈值结果分析表明:大部分地区首次稳定到达2℃阈值开始年份分别出现在2025年之前(RCP2.6),在2015年之前(RCP4.5)和在2033年(RCP8.5)之前;其中RCP2.6情景下出现最早,RCP8.5情景下最晚,各情景下大体呈西晚-东早分布形势。4℃升温阈值结果分析表明:随着情景增加,首次达到4℃阈值的年份呈提前趋势,其中RCP4.5下出现最早,大部分站点出现在2048年之前,RCP8.5下出现最晚,大部分站点出现在2073年之前。东北三省气温预估结果分析表明:东北三省未来气温呈同步一致变化特征,随着情景增加,各省升温速率均呈上升趋势。     

利用经验正交函数法浅析中国冬季气温异常的变化特征

对1951~2000年中国160个测站的冬季平均气温距平进行了EOF分析,得到了对中国160个测站冬季气温变率贡献最大的4个主要模态的空间分布型以及它们相应的时间序列演变结果。结果表明:第一、第三模态主要反映了东北、内蒙古及新疆北部冬季气温异常的变化特征,第二模态主要反映了西南、华南冬季气温异常的变化特征,第四模态主要体现了我国冬季气温的多样性和复杂性。这4个模态的累积方差贡献达到79%以上。第一、第二和第三模态的方差贡献较大,并且时间系数振幅变化较大,说明这3个模态表现相对较强;第四模态的时间系数振幅变化较小,说明这个模态相对较弱。     

气候变化对浙江水稻生产影响的集合模拟分析

生长模型耦合气候模式模拟是研究气候变化对农业生产影响的有效途径。本文基于3种典型浓度路径排放情景（RCP）下11个国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）全球气候模式（GCMs）的气候预估结果,以1971-2000年观测资料作为气候资料基准值（baseline）,利用LARS WG天气发生器形成包含RCP26、RCP45、RCP85情景下2050s（2041-2060年）和2070s（2061-2080年）时段的气候预估逐日数据集合,分析了浙江省杭州、金华两个代表站点的气候资源变化特征,以气候模式耦合水稻机理模型ORYZA2000方法,集合模拟评估了气候变化对浙江水稻生产的影响。结果表明,未来浙江代表站点杭州和金华的平均气温均会升高,预估2070s时段杭州、金华分别平均升温1.65～3.56、1.75～3.67 ℃,高温热害发生加剧。在仅考虑未来气候变化的条件下,随着温度升高,代表站点的水稻生育期相对基准期缩短。不考虑CO2浓度增加对水稻产量的肥效作用,无论早稻、晚稻、单季稻,其产量相对于基准年份均普遍减产,且高排放情景下的减产幅度明显大于低排放情景。     

东亚夏季风年代际变化的波能影响特征

利用NCEP再分析资料,通过波包传播诊断的方法,分析了波包传播对东亚夏季风年代际强弱的影响,结果表明：在东亚夏季风表现出年代际强弱变化的同时,波包的传播也随之发生了一定的变化;波包在低层传播比较明显,越往高层越微弱;以850hPa研究层为对象,在20°N～50°N、70°E～120°E区域里,波包大值在20世纪80年代和90年代,由80°s传到赤道,强季风年代,波包大值由北太平洋中部传向东北太平洋北部,在弱季风年代,由东北太平洋北部传向北太平洋中部。在30°S～25。N、100°E～160°E区域里,波包大值在90年代由90°S传到30°S,从东太平洋传向西太平洋。在25。S～40°N、0°～60°E区域内．波包大值从大西洋传到太平洋中部,又从东太平洋传到太平洋中部。     

中西太平洋长鳍金枪鱼渔场与海温的关系

长鳍金枪鱼渔业是我国远洋渔业的重要发展对象,根据2008至2010年中西太平洋长鳍金枪鱼延绳钓渔业数据和海表温度(SST)数据,研究了长鳍金枪鱼(ALB)渔获量和单位捕捞努力量渔获量(CPUE)的主要分布区域及其海表温度特征。结果表明:以尾数统计时,长鳍金枪鱼渔场主要分布纬度位置为15°~40°N和10°~45°S,该区域渔获尾数占总渔获80%以上。高CPUE渔区主要位于25°~40°N和10°~40°S,其南北分布与季节有一定关系,北半球冬季时多分布于北太平洋,夏季时多分布于南太平洋。2008-2010三年间渔业资源丰度分布状况基本一致,2009年在北太平洋以及2010年在南太平洋的高CPUE渔区数相比另两年减幅较大。北太平洋主要渔场表层水温为16~22℃,南太平洋主要渔场表层水温为16~24℃及26℃左右的海域。     

江淮流域夏季降水与全球海温异常关系分析

利用1951 ～2009年中国160站降水资料和1951 ～2009年NCEP/NCAR再分析资料月平均的海温格点资料,拟通过一元线性回归、相关分析方法、合成分析方法研究江淮流域夏季降水与全球海温异常的关系.结果发现,西北太平洋、北大西洋、印度洋南部海区为海温关键区,江淮流域夏季降水异常与这3个关键区的海温异常存在良好的正相关关系,尤其西北太平洋前期冬季、北大西洋前期冬季、印度洋南部前期春季在3个海区中最为显著.     

西北太平洋柔鱼资源丰度与栖息

海洋环境决定着鱼类资源的空间分布,利用栖息地环境来推测鱼类资源的空间分布是当前渔业资源学的研究前沿。利用广义加性模型（generalized additive models,GAM）和地理信息系统（geographical information system,GIS）方法,根据1995—2004年我国西北太平洋鱿钓生产统计数据和卫星遥感所获得的海洋环境数据（温度、盐度和海平面高度）,分析各海洋环境因子与西北太平洋柔鱼资源丰度时空分布的关系,推测不同月份柔鱼资源丰度空间分布情况。结果表明：6月在175°E、40°N,175°W、41°N以及178°W、43°N附近海域资源丰度相对较高,而在165°E以西传统作业渔场（40°N～45°N,145°E～165°E）资源丰度极低;7月在153°E～173°E、43°N～45°N海域资源丰度水平相对较高;8月资源丰度较高海域分布在150°E～157°E、40°N～45°N;9月资源丰度较高海域分布在145°E～152°E、40°N～45°N和158°E～165°E、41°N～45°N;10月资源丰度较高海域分布在154°E～158°E、41°N～44°N;11月资源丰度较高海域分布在145°E～155°E、39°N～42°N海域。     

北太平洋秋刀鱼渔场浮游植物生态特征的初步研究

根据2004年7月-9月“国际903”号在北太平洋150°E～158°56′E、42°34′N～46°25′N进行秋刀鱼资源探捕所获得的浮游植物样本资料的分析、鉴定，在15个站点的海洋浮游植物样本中，共发现浮游植物17种，分别隶属于硅藻门和甲藻门。浮游植物生物量为8～1320mg/m^3，均值为432．5mg／m^3，变化幅度大，分布不均匀。分析认为水温、盐度是影响调查海域浮游植物的种类及分布的主要环境因素。     

西北太平洋热带气旋累积气旋能量时空特征分析

利用1949～2011年CMA-STI热带气旋(TC)最佳路径数据集,分析了西北太平洋各个等级热带气旋累积气旋能量(ACE)的时空分布特征。结果表明,各等级热带气旋ACE的年际时间序列中,热带风暴(TS)一直呈现缓慢发展趋势,其他等级则经历数个峰值,但其趋势不同;各等级热带气旋的平均ACE的年际时间序列中,热带风暴和台风(TY)呈现先减小、再增加、又减小的趋势,强热带风暴(STS)则呈缓慢增长的趋势,强台风(STY)则呈现10年左右的周期变化,而超强台风(SuperTY)则主要呈下降趋势。各月ACE分布中,TS、STS、TY、STY 4个等级的热带气旋均在9月达最大值,SuperTY在9月达最大值。TS、STS、TY的ACE空间分布的高频中心位于南海,STY和SuperTY的高频中心位于125°～135°E、15°～25°N的区域。     

一次青藏高原短时强降水的数值模拟及成因分析

利用NCEP／NCAR提供的水平分辨率为1°×1°的格点资料和WRF模式对2011年8月发生在青藏高原的一次短时强降水进行了数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料对此次降水进行诊断分析。结果表明,WRF模式能够较好地模拟此次高原强降水,较成功地再现了造成降水的系统;降水发生前,35°N附近低层大气有一条东西走向的强气流辐合带生成并东移扩张,这条辐合带在17日16：00开始影响降水中心,使得降水中心低层出现短时的强辐合运动。加上充沛的水汽供应．导致短时强降水的爆发。     

数值预报产品在藏北高原可预报性检验

利用青藏高原及邻近地区(70°~105°E、20°~40°N)2012年1~12月的资料,采用平均误差和均方根误差对EC模式和T213模式数值预报产品的500 hPa高度场进行检验,初步给出量化误差值,分析了2种模式在藏北高原的可预报性。结果发现,EC模式24、48、72h预报场在藏北高原的预报能力较强,T213模式相对于EC模式预报能力较弱,同时利用10次天气过程进行了误差检验及3 d滑动误差订正,取得了较好的误差订正效果。