PDF《CMIP5 气候模式对中国东部夏季降水年代际 变化的模拟性能...》

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774 of the Pacific Decadal Oscillation (PDO), their accuracy at reproducing the decadal variation of the PDO varies. Category-1 models can reproduce the tropical ocean warming in the late 1970s and the relative phase transition of the PDO. Category-2 models fail to capture the phase transition of the PDO, the tropical ocean warming in the centralCeastern Pacific Ocean, and the cooling trend in the Yangtze River basin, which results in low accuracy of these models for reproducing the weakened EASM and the decadal variation of summer rainfall in eastern China after the late 1970s. This indicates that the accuracy of climate models for simulating the decadal variations of sea surface temperature plays an important role in the accuracy of the models'

simulation of the decadal variation of summer rainfall. Keywords Decadal variation, Summer rainfall, Coupled climate models, Pacific decadal oscillation

1 引言 中国地处东亚季风区,东亚夏季风是影响东亚 夏季气候的重要系统.在它的影响下,中国东部夏 季降水呈现出从季节内到年代际的多时间尺度的 复杂变化(如,郭其蕴,1985;

张庆云等,2003) , 其中降水的年代际变化问题已受到广泛的关注.研 究表明,东亚夏季风气候具有显著的年代际变化特 征.1970 年代末东亚夏季风发生明显的年代际衰 减,中国东部夏季盛行的西南季风减弱,西太平洋 副热带高压强度增强且偏向西南,导致长江流域降 水增多,华北降水减少,中国东部雨型形成了所谓 的 南多北少 型分布(Wang,2001;

Yu et al., 2004;

黄荣辉等,2006) .关于这次年代际变化机 制的研究目前已经有了许多工作,不少研究认为此 次东亚夏季风环流和降水的变化与热带海洋的变 暖及北太平洋年代际振荡(PDO)的位相转换有密 切关系(Xue,2001;

Gong and Ho,2002;

朱益民 和杨修群, 2003;

杨修群等, 2004;

张庆云等, 2007) . 除海温强迫外,其他一些研究则表明,陆面过程、 温室气体、气溶胶、火山爆发以及太阳活动等外强 迫因子的影响也可能对东亚夏季风气候的年代际 变化起一定的作用,如朱玉祥等(2007)指出

20 世纪

70 年代后期青藏高原冬春季积雪的显著增 多,导致夏季海陆温差减弱和东亚夏季风的减弱;

Menon et al.(2002)通过数值模拟证明,中国东部 地区北旱南涝的年代际变化是由于城市空气黑碳 气溶胶持续增长大量吸收太阳光线导致区域性大 气环流异常所致;

等等. 近些年,针对东亚夏季风降水年代际变化的模 拟评估方面,中国学者开展了一些工作,取得了一 些有意义的结果.如,Bao and Huang(2005)利用 政府间气候变化专门委员会(IPCC)第3次评估报 告(IPCC AR3)中5个耦合模式的模拟结果,分析 了中国东部夏季降水年代际变化的模拟情况,发现 有个别模式可以模拟出

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70 年代中期前后降 水发生的突变;

也有研究者利用 IPCC 第4次评估 报告(IPCC AR4)中多个耦合模式的结果,着重分 析耦合模式对

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70 年代中后期夏季降水突变 这一现象的再现能力,发现仅有少数模式可以较好 地对东亚夏季风降水的年代际变化作出模拟(孙颖 和丁一汇,2008;

顾薇和李崇银,2010) .全面评 估气候模式对东亚夏季风气候的模拟能力,是开展 东亚夏季气候预测和评估的基础性工作,但上述对 东亚夏季降水年代际变化的模拟评估研究都是基 于IPCC AR3 和AR4 耦合模式模拟结果.最近, CMIP5 耦合模式模拟结果已陆续对外发布, 这些模 式代表了当前国际主要先进模式的最新版本,较之 前参与第四次评估报告的模式有了较大的改进,情 景试验设计也更加合理.因此,为了更好地了解现 有耦合模式对东亚夏季降水年代际变化的模拟能 力,本文利用 CMIP5 多个耦合模式模拟结果,通 过与观测资料对比分析,着重评估耦合模式对