圖1 全球模式和區域模式之間關係簡介示意圖,本文關注不同區域氣候模式在中國地區對極端氣溫的模擬性能。顏色表示地形高度。
針對不同的區域氣候模式,中國科學院大氣物理研究所博士孔祥慧、王愛慧研究員、畢訓強研究員及博士研究生王丹選用兩個最廣泛使用的區域氣候模式—RegCM4.5和WRF3.6—對東亞地區的氣候進行了水平解析度為50km的動力降尺度模擬。試驗以歐洲中心的二十世紀再分析資料為初始場和側邊界場,評估了兩個模式在中國的極端氣溫模擬性能。基於氣候變化檢測和指數專家組的建議,對比分析了1981—2010年兩個模式模擬的12個極端氣溫指數(即TXx, TXn, TNx, TNn, TX90p, TN90p, TX10p, TN10p WSDI, ID, FD, 和CSDI)及對應的觀測資料。
總體而言,在中國大多數地區,兩個區域氣候模式在表徵極端氣溫指數的時空分布特徵上有令人滿意的表徵能力。RegCM模式再現極端氣溫的平均氣候態上性能優於WRF模式,尤其是在青藏高原地區。此外,兩個模式都很好地抓住了1981—2010年間ID,FD,CSDI,TX10p和TN10p的下降趨勢,以及TXx, TXn, TNx, TNn, WSDI, TX90p和TN90p的上升趨勢。在青藏高原地區,與觀測資料相比表明,RegCM模式低估了極端氣溫的趨勢,而WRF模式高估了極端氣溫的趨勢。例如,在青藏高原地區中TXx的線性趨勢在觀測資料,RegCM和WRF模式分別是0.53°C (10 yr)−1, 0.44°C (10 yr)−1和 0.75°C (10 yr)−1。在模擬極端氣溫的年際變率方面,WRF模式的表現優於RegCM模式。我們的發現有助於提高對區域氣候模式在不同時間尺度上物理過程的理解,從而使我們在今後的工作中追蹤模式偏差的來源。