NCC气候模式对中国近50a极端气候事件模拟结果的初步评估

摘要

20世纪以来，在全球气候变暖的背景下，极端天气气候事件频繁发生。准确预测极端天气气候事件能够及早预防灾害，使其造成的破坏程度降到最低。模式模拟是极端天气气候事件预测的一种有效方式，而对模式模拟效果的评估，是应用模式进行极端气候模拟研究和预估的基础性工作。本文基于国家气候中心(NCC)气候模式对极端气温和降水事件的模拟结果，选用了冷夜和暖昼作为表征极端气温的指数，极端降水次数和极端降水量作为表征极端降水的指数对模式结果进行了初步评估，为NCC气候模式在极端气候模拟和预估方面的工作提供一定的参考。主要从空间分布、长期趋势、时空分布特征，及区域平均的年际年代际变化特征等方面进行分析，并得出以下结论：
　　 1)模式对极端气温(冷夜、暖昼)的模拟评估结果：
　　 从多年平均的空间分布上看，模式对冷夜指数的模拟能够大致体现出夏季东多西少和冬季地域差异不显著的空间分布特征，但模拟值普遍偏大，特别表现在东南沿海地区。全年的模拟效果具有明显的地区差异，长江中上游地区的模拟效果较好，东北和西部地区的模拟值偏大，而东部沿海地区的模拟结果则偏小。模式对暖昼指数的模拟，夏季和全年的模拟结果能够体现出南北的地域差异特征，大概在内蒙古的模式值比实际情况偏小的现象；冬季的模式值较观测值基本上全国都出现偏大。
　　 从模式对极端气温长期趋势的模拟情况上看，模式能够较好地反映出北方、西南及沿海地区冷夜指数的减小趋势，而黄河以南内陆地区的冷夜趋势模拟效果不好，该区域夏季(实际趋势增加)与冬季(实际趋势减少)的趋势模拟与实际情况相反；年趋势模拟的减少程度较实际情况偏小。相对而言，模式对暖昼趋势的模拟效果较好，能够反映出暖昼指数增加的趋势特征，且区域差异模拟得与实际情况也较吻合。
　　 从模式对异常空间分布型的主要模态及时间演变的模拟上看，极端气温事件空间分布型的主要模态表现为全国一致变化和南北反向变化，模式对这两种空间型的模拟效果较好。冷夜指数时间系数的模拟值和实际情况也较相似，模拟出了近年来冷夜事件全国减少以及南方相对于北方有所增加的客观事实。全年暖昼指数时间系数的模拟效果较好，反映出暖昼事件在全国范围一致增加以及北方较南方有所增加这两种特征。
　　 总之，研究结果表明模式对极端气温事件是具有一定的模拟能力的，特别是对暖昼的模拟能力比较强。
　　 2)模式对极端降水(极端降水量、极端降水次数)的模拟评估结果：
　　 从多年平均的空间分布上看，极端降水次数的模拟效果总体较好，然而东南沿海(夏季和全年)和内蒙古高原地区(冬季)的模拟值存在明显偏高。极端降水量呈南多北少的纬向分布特征，模式对这一特征的模拟效果较好，但除了冬季北方存在虚假的高值区以外，模拟值在大部分地区都偏小。
　　 从模式对长期趋势的模拟情况上看，夏季和全年的极端降水次数长期变化趋势的模拟效果较好，模式能够体现出全国大部分地区(除华北及东北的部分地区)极端降水次数增加的趋势，但西北地区的趋势模拟结果不好；冬季极端降水次数的趋势模拟结果不如夏季和全年。模式对中国极端降水量长期趋势的模拟效果不好，不能体现实际的变化趋势，在许多地区表现出与实际情况完全相反的特征。
　　 从模式对异常空间分布型的主要模态及时间演变的模拟上看，模式能够大致模拟出极端降水次数的南北反向变化和东西反向变化这两种主要空间分布型，但对时间系数的模拟效果较差。模式对极端降水量的空间分布类型和时间演变情况的模拟结果与极端降水次数基本相似。
　　 总体说来模式对极端降水事件的模拟能力不如对极端气温事件的模拟能力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章　绪论

1.1研究背景

1.2极端天气气候事件的研究进展

1.2.1极端气温事件的研究进展

1.2.2极端降水事件的研究进展

1.3本文的主要工作和意义

第二章　资料方法介绍

2.1观测资料介绍

2.2模式资料介绍

2.3评价指标

2.4分析方法

第三章　NCC气候模式对中国近50a极端气温事件模拟结果的初步评估

3.1引言

3.2多年平均极端气温的空间分布特征

3.2.1冷夜指数的空间分布

3.2.2暖昼指数的空间分布

3.3极端气温的长期变化趋势

3.3.1冷夜指数气候倾向率

3.3.2暖昼指数气候倾向率

3.4极端气温的时空分布特征

3.5区域平均的极端气温年际年代际变化特征

3.5.1区域平均的冷夜指数年际年代际变化特征

3.5.2区域平均的暖昼指数年际年代际变化特征

3.6小结

第四章　NCC气候模式对中国近50a极端降水事件模拟结果的初步评估

4.1引言

4.2多年平均极端降水的空间分布特征

4.3极端降水的长期变化趋势

4.3.1极端降水次数气候倾向率

4.3.2极端降水量气候倾向率

4.4极端降水的时空分布特征

4.5区域平均的极端降水年际年代际变化特征

4.5.1极端降水次数年际年代际变化特征

4.5.2极端降水量年际年代际变化特征

4.6　小结

第五章　结论与展望

5.1本文结论

5.1.1模式对极端气温事件的模拟能力

5.1.2模式对极端降水事件的模拟能力

5.2本文不足

5.3研究展望

参考文献

致谢