留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

BCC_CSM1.0模式对20世纪降水及其变率的模拟

董敏 吴统文 王在志 辛晓歌 张芳

董敏, 吴统文, 王在志, 等. BCC_CSM1.0模式对20世纪降水及其变率的模拟. 应用气象学报, 2013, 24(1): 1-11..
引用本文: 董敏, 吴统文, 王在志, 等. BCC_CSM1.0模式对20世纪降水及其变率的模拟. 应用气象学报, 2013, 24(1): 1-11.
Dong Min, Wu Tongwen, Wang Zaizhi, et al. Simulation of the precipitation and its variation during the 20th century using the BCC climate model (BCC_CSM1.0). J Appl Meteor Sci, 2013, 24(1): 1-11.
Citation: Dong Min, Wu Tongwen, Wang Zaizhi, et al. Simulation of the precipitation and its variation during the 20th century using the BCC climate model (BCC_CSM1.0). J Appl Meteor Sci, 2013, 24(1): 1-11.

BCC_CSM1.0模式对20世纪降水及其变率的模拟

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200806006

国家科技支撑项目 2007BAC29B00

详细信息
    通信作者:

    吴统文, email: twwu@cma.gov.cn

Simulation of the Precipitation and Its Variation During the 20th Century Using the BCC Climate Model (BCC_CSM1.0)

  • 摘要: 应用国家气候中心气候系统模式 (BCC_CSM1.0),在给定温室气体、太阳常数、硫酸盐气溶胶、火山灰等外强迫数据的条件下,对19世纪末到20世纪气候进行模拟。对降水模拟结果的检验表明:BCC_CSM1.0模式能够模拟出全球降水的基本气候状态、季节变化、季节内振荡、年际变化等特征。模拟结果显示:与CMAP及CRU观测分析资料相比基本一致,全球陆地降水在过去一个多世纪中存在上升趋势。同时,模式也存在不足和需要改进之处:模拟降水的时空分布与观测不一致;我国东部地区的雨带季节转变较观测偏快;主要雨带位置较观测偏西、偏北;夏季青藏高原东北侧有虚假的降水中心;热带季节内振荡较实际偏弱;降水年际变率较观测略大,主要发生在降水较明显的热带。BCC_CSM1.0模式模拟的全球陆地降水以及欧亚、亚洲、中国大陆 (中国东部、江南、华北等地区) 平均降水与近105年由观测所得的CRU资料基本一致,但多数地区比观测略偏低。模拟的全球陆地、中国东部、江南、华北等地区的降水趋势也与CRU资料一致;模拟的全球陆地降水在过去105年中有明显的上升趋势,与CRU资料相比,上升趋势更强,但在欧亚、亚洲、中国范围内模拟的降水趋势与观测有一定的差异。
  • 图  1  1月和7月BCC_CSM1.0模式、CMAP气候平均 (1979—2005年) 降水强度及两者差值 (单位:mm·d-1)

    Fig. 1  The precipitations from BCC_CSM1.0 and CMAP (1979—2005) with their difference in January and July (unit: mm·d-1)

    图  2  1979—2005年平均各纬度带降水变化 (单位:mm·d-1)

    Fig. 2  Averaged precipitation from 1979 to 2005(unit: mm·d-1)

    图  3  1979—2005年5—8月中国区域降水分布 (单位:mm·d-1)

    Fig. 3  The precipitation over China for May—August during 1979—2005(unit: mm·d-1)

    图  4  1979—2005年热带地区 (10°S~10°N平均) 降水时空谱 (单位:10-3 mm·d-1)

    Fig. 4  The space-time spectrum of precipitation in the tropics (10°S~10°N)(unit: 10-3 mm·d-1)

    图  5  1979—2005年1月和7月BCC_CSM1.0模拟降水、CMAP降水的均方差及两者差值 (单位:mm·d-1)

    Fig. 5  The standard deviations of BCC_CSM1.0 simulated precipitation and CMAP data with their difference (unit: mm·d-1)

    图  6  降水强度的多年变化曲线

    Fig. 6  Annual precipitation curves

    表  1  BCC_CSM1.0模式模拟月降水量与CMAP资料比较

    Table  1  The comparison of BCC_CSM1.0 simulated precipitation to CMAP data for each month

    月份 全球 热带地区
    均方根误差
    /(mm·d-1)
    平均值
    /(mm·d-1)
    相对误差 均方根误差
    /(mm·d-1)
    平均值
    /(mm·d-1)
    相对误差
    1 1.71 2.62 0.65 2.28 3.37 0.68
    2 1.89 2.62 0.72 2.55 3.34 0.76
    3 1.85 2.61 0.71 2.48 3.29 0.75
    4 1.85 2.65 0.70 2.46 3.34 0.74
    5 1.89 2.69 0.70 2.53 3.37 0.75
    6 1.69 2.74 0.61 2.21 3.34 0.66
    7 1.74 2.78 0.63 2.31 3.40 0.68
    8 1.69 2.72 0.62 2.24 3.38 0.66
    9 1.55 2.66 0.58 2.06 3.28 0.63
    10 1.54 2.62 0.59 2.03 3.26 0.62
    11 1.52 2.65 0.57 2.01 3.33 0.60
    12 1.50 2.65 0.57 1.98 3.36 0.59
    下载: 导出CSV

    表  2  BCC_CSM1.0模拟降水与CMAP资料的均方差的均方根误差 (单位:mm·d-1)

    Table  2  The standard deviations of BCC_CSM1.0 simulated precipitation and CMAP data with their differences (unit: mm·d-1)

    月份 全球 30°S~30°N
    1 0.797 1.067
    2 0.908 1.228
    3 0.908 1.229
    4 0.888 1.190
    5 0.870 1.176
    6 0.852 1.143
    7 0.840 1.117
    8 0.742 0.988
    9 0.799 1.064
    10 0.811 1.084
    11 0.758 1.017
    12 0.765 1.016
    下载: 导出CSV

    表  3  降水的长期趋势

    Table  3  The long term trends of precipitation

    范围 数据 (年份) 平均降水强度
    /(mm·d-1)
    M-K法变化趋势
    /(mm/10 a)
    Zs 线性回归变化趋势
    /(mm/10 a)
    R
    全球陆地 BCC_CSM1.0(1870—2005) 1.83 0.80 3.57 0.69 0.276
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 1.83 1.18 3.58 1.12 0.340
    CRU (1901—2005) 2.22 1.10 1.40 1.01 0.199
    欧亚 BCC_CSM1.0(1870—2005) 1.54 0.80 3.12 0.73 0.233
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 1.55 0.79 1.95 0.77 0.189
    CRU (1901—2005) 1.69 -0.27 -0.40 0.09 0.020
    亚洲 BCC_CSM1.0(1870—2005) 1.75 1.31 3.08 1.30 0.272
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 1.76 1.57 2.40 1.46 0.232
    CRU (1901—2005) 2.01 0.12 0.12 0.21 0.031
    中国大陆 BCC_CSM1.0(1870—2005) 2.02 1.50 2.31 1.46 0.196
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 2.03 1.08 1.09 1.15 0.155
    CRU (1901—2005) 2.12 -0.32 -0.26 -0.08 -0.009
    中国东部 BCC_CSM1.0(1870—2005) 2.07 0.61 0.58 0.73 0.063
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 2.07 0.89 0.58 1.68 0.108
    CRU (1901—2005) 2.38 0.49 0.35 1.08 0.082
    中国江南 BCC_CSM1.0(1870—2005) 3.20 2.11 0.51 -0.02 -0.001
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 3.18 3.61 0.59 4.85 0.094
    CRU (1901—2005) 3.70 1.61 0.27 2.64 0.058
    中国华北 BCC_CSM1.0(1870—2005) 1.91 3.27 1.38 2.62 0.099
    BCC_CSM1.0(1901—2005) 1.93 0.38 0.09 0.36 0.011
    CRU (1901—2005) 1.53 2.81 0.97 2.29 0.094
    下载: 导出CSV
  • [1] Randall D A, Wood R A, Bony S, et al.Climate Models and Their Evaluation//Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group Ⅰ to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.
    [2] Johns T C. The new Hadley Centre climate model HadGEM1:Evaluation of coupled simulations. J Clim, 2006, 19: 1327-1353. doi:  10.1175/JCLI3712.1
    [3] 刘敏, 江志红.13个IPCC AR4模式对中国区域近40 a气候模拟能力的评估.南京气象学院学报, 2009, 32(2): 256-268. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200902013.htm
    [4] 许崇海, 罗勇, 徐影.全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估.气候变化研究进展, 2010, 6(6): 398-404. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHBH201006003.htm
    [5] 张莉, 丁一汇.全球海气耦合模式对我国极端降水模拟检验.应用气象学报, 2008, 19(6):760-769. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20080616&flag=1
    [6] 董敏, 叶正青.国家气候中心大气模式的验证研究——AMIPII结果分析.应用气象学报, 2005, 16(增刊):22-29. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CJFQ&dbname=CJFD2005&filename=YYQX2005S1002&v=MDEyNDl1WnBGeTNnVTd6SVBEVGFkckc0SHRTdnJvOUZab1I4ZVgxTHV4WVM3RGgxVDNxVHJXTTFGckNVUkwyZlk=
    [7] Wu Tongwen, Yu R, Zhang F, et al. The Beijing Climate Center atmospheric generalcirculation model: Description and its performance for the present-day climate. Clim Dyn, 2010, 34:123-147. doi:  10.1007/s00382-008-0487-2
    [8] Zhang L, Dong M, Wu T W. Changes in precipitation extremes over Eastern China simulated by the Beijing Climate Center Climate System Model (BCC_CSM1.0). Climate Res, 2011, 50: 227-245. doi:  10.3354/cr01066
    [9] 董敏, 吴统文, 王在志, 等.北京气候中心大气环流模式对季节内振荡的模拟.气象学报, 2009, 67(6):912-922. doi:  10.11676/qxxb2009.089
    [10] 陈湘雅. 东亚夏季风年际变化及BCC_CSM模拟分析. 南京: 南京信息工程大学, 2008.
    [11] Chen H, Yu R, Li J, et al.The coherent interdecadal changes of East Asia climate in mid-summer simulated by BCC_AGCM2.0.1.Cli Dyn, 2011, DOI10.1007/s00382-011-1154-6. doi:  10.1007/s00382-011-1154-6
    [12] 颉卫华, 吴统文.全球大气环流模式BCC_AGCM2.0.1对1998年夏季江淮流域强降水的回报试验研究.大气科学, 2010, 34(5): 962-978. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGQX200510001625.htm
    [13] 李巧萍, 丁一汇, 董文杰. SRES A2情景下未来30年我国东部夏季降水变化趋势.应用气象学报, 2008, 19(6):770-780. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20080617&flag=1
    [14] Xie P, Arkin P A. Global precipitation: A 17-year monthly analysis based on gauge observations, satellite estimates, and numerical model outputs. Bull Amer Meteor Soc, 1997, 78:2539-2558.
    [15] Adler R F, Huffman G J, Chang A, et al.The Version 2 Global Precipitation Climatology Project (GPCP) monthly precipitation analysis (1979-present).J Hydrometeor, 2003, 4: 1147-1167. doi:  10.1175/1525-7541(2003)004<1147:TVGPCP>2.0.CO;2
    [16] Hulme M. A 1951-80 global land precipitation climatology for the evaluation of General Circulation Models.Cli Dyn, 1992, 7:57-72.
    [17] Wang X L, Swail V R.Changes of extreme wave heights in Northern Hemisphere oceans and related atmospheric circulation regimes.J Clim, 2001, 14:2204-2220. doi:  10.1175/1520-0442(2001)014<2204:COEWHI>2.0.CO;2
  • 加载中
图(6) / 表(3)
计量
  • 摘要浏览量:  3242
  • HTML全文浏览量:  1029
  • PDF下载量:  1350
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-17
  • 修回日期:  2012-10-19
  • 刊出日期:  2013-02-28

目录

    /

    返回文章
    返回