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IPCC AR4气候模式对东亚夏季大气环流模拟的评估及其重建、预估--《南京信息工程大学》2011年硕士论文
IPCC AR4气候模式对东亚夏季大气环流模拟的评估及其重建、预估
【摘要】：本文首先以欧洲中期天气预报中心的40a再分析资料(ERA40)为观测基础,评估了参与政府间气候变化专门委员会第四次评估报告的21个全球海气耦合模式对东亚地区夏季大气环流的模拟能力。在此基础上,选取模拟较好的14个模式进行超级集合,检验超级集合对海平面气压(SLP)、850hpa风场、500hPa高度场3种要素和印度热低压、西太平洋副热带高压(副高)东亚两大环流系统及东亚夏季风指数的重建能力。最后基于超级集合方法,探讨了A1B情景下东亚季风的未来变化趋势,主要结论如下：
(1)模式对SLP、850hpa风场及500hPa高度场的气候态模拟较好,与ERA40的相关系数都在0.64以上；整体来说,500hPa高度场模拟效果最好,模拟不存在偏差一致性的区域,除GISS EH外,其余20个模式的相关系数都在0.96以上；SLP场模拟相对较差；多数模式模拟结果能较好的反映850hPa纬向、经向风场的基本特征；模式对印度热低压、西太平洋副热带高压气候态的模拟整体偏弱,对副高的模拟偏弱更加明显。
(2)模式对东亚地区不同要素的年际变化模拟能力整体偏弱；500hPa高度场年际变化的模拟优于SLP及850hPa风场；对印度热低压槽的模拟优于印度热低压；副高强度、面积的模拟优于印度热低压系统,多数模式能正确模拟出副高70年代后期增强的趋势,但模式在反映海陆气压差、经向风、环流异常三种夏季风指数的年际变化上存在明显不足,模式对环流异常指数的模拟优于海陆气压差、经向风指数。
(3)选择模拟较好的14个模式进行超级集合,集合结果较单个模式和集合平均有大幅度改善。利用14个气候模式重建年东亚两大主要环流系统和三种夏季风指数及强、弱季风年的气压场、风场、500hPa高度场,结果表明,超级集合在时间、空间上能够较好的重建各要素场的空间形态及过去东亚环流系统的变化趋势。
(4)基于超级集合结果对年海陆气压差和经向风夏季风指数进行预估,结果表明,就平均态来讲,东亚夏季风将继续减弱至2025年左右,其后开始增强。强、弱季风时段的海平面气压、850hpa风场的空间形态与夏季风指数也具有很好的一致性。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京信息工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：P434【目录】：
Abstract7-9
第一章 绪论9-15
1.1 研究背景、目的和意义9-10
1.1.1 研究背景9-10
1.1.2 目的和意义10
1.2 国内外研究进展10-12
1.2.1 气候模式的评估10-11
1.2.2 未来气候变化的情景预估11-12
1.3 本文研究的内容12-15
第二章 资料和方法15-19
2.1 资料15
2.1.1 观测资料15
2.1.2 模式资料15
2.2 方法15-19
2.2.1 泰勒图方法15-16
2.2.2 环流系统指数16-17
2.2.3 超级集合方法17-19
第三章 IPCC AR4气候模式对东亚夏季大气环流模拟的评估19-39
3.1 模式对东亚夏季大气环流气候态模拟的评估19-26
3.1.1 海平面气压19-22
3.1.2 850hPa风场22-25
3.1.3 500hPa高度场25-26
3.2 模式对东亚夏季主要环流系统气候态模拟的评估26
3.3 模式对东亚夏季大气环流年际变化模拟的评估26-32
3.3.1 海平面气压26-28
3.3.2 850hPa风场28-31
3.3.3 500hPa高度场31-32
3.4 模式对东亚夏季主要环流系统年际变化模拟的评估32-36
3.4.1 印度热低压32-33
3.4.2 西太平洋副热带高压33-35
3.4.3 东亚夏季风指数35-36
3.5 本章小结36-39
第四章 基于超级集合对东亚夏季大气环流的重建39-57
4.1 超级集合对东亚大气环流的重建41-50
4.1.1 海平面气压41-45
4.1.2 850hpa风场45-47
4.1.3 500hpa高度场47-50
4.2 超级集合对东亚主要环流系统的重建50-54
4.2.1 印度热低压50-52
4.2.2 西太平洋副热带高压52
4.2.3 夏季风指数52-54
4.3 本章小结54-57
第五章 基于超级集合的IPCC AR4气候模式对东亚季风未来变化的预估57-61
5.1 海陆气压差夏季风指数未来变化57-58
5.2 经向风夏季风指数未来变化58-60
5.3 本章小结60-61
第六章 结论与讨论61-63
6.1 结论61-62
6.2 讨论62-63
参考文献63-67
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