大氣所揭示模式中印度洋海盆一致模及其電容器效應的模擬誤差

2021-01-08 中國科學院

　　印度洋海盆一致模(IOBM)是印度洋海溫年際變率的主導模態，在El Niño衰退年的夏季，IOBM增暖激發一個Matsuno-Gill響應，通過電容器效應對異常西北太平洋反氣旋的維持起作用，IOBM對東亞夏季降水、颱風、極端高溫等都有重要影響。因此，氣候模式能否較好地模擬出IOBM及其電容器效應關乎著對東亞夏季氣候預測的準確性，指出模式中存在的誤差有利於氣候模式的改進。

　　中國科學院大氣物理研究所博士生陶煒晨、研究員黃剛等的研究表明，利用CMIP3/CMIP5多模式數據對當前情景下（historical run）IOBM及其電容器效應的模擬誤差給出了一個詳細的診斷評估。指出多數CMIP模式對大氣過程的雲-輻射-SST反饋模擬偏強，對風-蒸發-SST反饋模擬偏弱。在El Niño發展年的秋季和隨後的春季，大多數模式模擬的海洋性大陸的負降水異常和南印度洋異常反氣旋偏弱，這是由於模式對潛熱通量異常的模擬偏弱導致的。在冬季，由於模式對海溫模擬偏西導致海洋性大陸降水異常偏強，模式模擬的短波輻射偏強，引起大氣過程偏強。模式中溫躍層反饋偏強，儘管對氣候態的溫躍層的模擬偏深，但還是可以捕捉到較為合理的海表高度導致的SST異常，因此，海洋過程抵消了春季弱的大氣過程誤差，印度洋增暖可以維持到夏季。

　　模式對印度洋電容器效應模擬的偏西偏弱，導致西北太平洋異常反氣旋偏弱。模式中非真實的西太暖海溫激發的Rossby波西伸，削弱了印度洋激發的Kelvin波的影響，且使得異常反氣旋位置偏北。

　　該文發表在2015年的Climate Dynamics上。

　　論文信息: Tao,W.,G. Huang*,K. Hu, H. Gong,G. Wen and L. Liu, 2015: A study of biases in simulation of the Indian Ocean basin mode and its capacitor effect in CMIP3/ CMIP5 models, Climate Dynamics,2015,DOI: 10.1007/s00382-015-2579-0.

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觀測和模式中夏季西北太平洋異常反氣旋的維持機制示意圖

　　印度洋海盆一致模(IOBM)是印度洋海溫年際變率的主導模態，在El Niño衰退年的夏季，IOBM增暖激發一個Matsuno-Gill響應，通過電容器效應對異常西北太平洋反氣旋的維持起作用，IOBM對東亞夏季降水、颱風、極端高溫等都有重要影響。因此，氣候模式能否較好地模擬出IOBM及其電容器效應關乎著對東亞夏季氣候預測的準確性，指出模式中存在的誤差有利於氣候模式的改進。
　　中國科學院大氣物理研究所博士生陶煒晨、研究員黃剛等的研究表明，利用CMIP3/CMIP5多模式數據對當前情景下（historical run）IOBM及其電容器效應的模擬誤差給出了一個詳細的診斷評估。指出多數CMIP模式對大氣過程的雲-輻射-SST反饋模擬偏強，對風-蒸發-SST反饋模擬偏弱。在El Niño發展年的秋季和隨後的春季，大多數模式模擬的海洋性大陸的負降水異常和南印度洋異常反氣旋偏弱，這是由於模式對潛熱通量異常的模擬偏弱導致的。在冬季，由於模式對海溫模擬偏西導致海洋性大陸降水異常偏強，模式模擬的短波輻射偏強，引起大氣過程偏強。模式中溫躍層反饋偏強，儘管對氣候態的溫躍層的模擬偏深，但還是可以捕捉到較為合理的海表高度導致的SST異常，因此，海洋過程抵消了春季弱的大氣過程誤差，印度洋增暖可以維持到夏季。
　　模式對印度洋電容器效應模擬的偏西偏弱，導致西北太平洋異常反氣旋偏弱。模式中非真實的西太暖海溫激發的Rossby波西伸，削弱了印度洋激發的Kelvin波的影響，且使得異常反氣旋位置偏北。
　　該文發表在2015年的Climate Dynamics上。
　　論文信息: Tao,W.,G. Huang*,K. Hu, H. Gong,G. Wen and L. Liu, 2015: A study of biases in simulation of the Indian Ocean basin mode and its capacitor effect in CMIP3/ CMIP5 models, Climate Dynamics,2015,DOI: 10.1007/s00382-015-2579-0.
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