气候模式的应用61气候模式的比较与评价

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1、2010-12-22第六章：气候模式的应用1.气候模式的比较与评估2.气候模式在科研和业务中的应用3.气候模式与IPCC报告4.自己参与climateprediction.net6.1气候模式的比较与评估1.大气模式比较计划AMIP2.耦合模式比较计划CMIP3.其它模式比较计划12010-12-22AMIP
1989年，WCRP决定进行AGCM的模式比较计划(AtmosphericModelIntercomparisonProject,AMIP)，集全世界AGCM之力，模拟1979-1988这十年的大气平

2、均态，目的是回答“世界上AGCM在模拟大气气候态上的离差有多大”这个问题
给定月海温和海冰，给定CO2浓度，给定太阳常数，所有模式积分10年，按指定格式、指定变量提交模式结果
到1995年为止，全球共有31个AGCM参与了AMIP比较计划（亦称AMIPI），并提交汇总了模式结果，这代表了90年代早期全球AGCM的总体能力
AMIPI汇总后，下面再分解为20多个子课题，每个子课题分别研究AMIPI汇总结果中的某一个科学问题或某几个变量
AMIPII在AMIPI基础上延长了积分时间（1979-1995），但只有

3、20个模式参加，之后AMIP停止，被CMIP取代
AMIP计划是今天千姿百态的大气模式比较计划的“鼻祖”，为学界内部使用模式、评估模式、改进模式提供了难得的国际间合作平台，从20世纪后期到今天，极大地推动了气候模式的发展AMIP参加单位22010-12-22AMIP海平面气压地表气温AMIP200mb纬向风海表热通量32010-12-22AMIP大气层顶的出射长波(OLR)云量这这是不确定性最大的部分这是不确定性最大的部分AMIP总降水量蒸散量(降水-蒸发)42010-12-22CMIP
1995年，WCR

4、P启动了CGCM的模式比较计划(CoupledModelIntercomparisonProject,CMIP)，旨在了解和评估当时世界上完全耦合的气候模式对外强迫引子（主要是CO2）的响应
CMIP1为第一阶段“气候态实验”，固定CO2浓度和太阳常数，积分控制试验（80年），收集并比较结果，共有18个模式参加
CMIP2为第二阶段“理想变暖情景实验”，在第一阶段基础上增加increasing-CO2实验，每年增加CO2浓度1%
CMIP3为第三阶段“真实变暖情景实验”，IPCC-AR4合并
CMIP5为第

5、五阶段，IPCC-AR5合并CMIP参加单位52010-12-22CMIP控制试验现代气候模式已经基本没有明显的气候漂移(climaticdrift)，这仰仗于更准确的海气界面处的通量订正技术，或干脆使用全新的耦合器技术CMIP控制试验地表温度海平面气压北半球比南半球效果好，主要是因为南半球缺少观测，另外绝大多数模式的主要用户在北半球，促进了模式在北半球表现的不断改进62010-12-22CMIP控制试验水汽浓度模式能很好地描述水汽浓度，因为模式对大尺度动力特征表达良好，蒸发计算简单而准确但模式不能好地再现

6、降水，特别是热带地区，这和cumulus参数化的不准确有直接关系，因此持续地改善cumulus参数化是模式发展的需要降水量耦合模式的常见问题：Double-ITCZproblem！CMIP控制试验海洋经向翻转流相比于大气模式，海洋模式的不确定性更大，问题更多。这主要和缺少海洋观测资料有关，另外对高纬地区海冰的物理过程理解有限也是一个原因，这影响了大洋深层的热盐环流、通风换气等慢过程海洋极向热输送72010-12-22CMIP理想温室气体增加实验温度增加温室气体，全球变暖是很明显的，各模式在此问题上没有分歧降

7、水增加温室气体，全球降水增加是有分歧的，各模式在此问题上离差很大，现在常另述为“水循环加强”其它模式比较计划
季节预报模式比较计划(SMIP)SeasonalPredictionModelIntercomparisonProjectSMIP1→SMIP2→SMIP2/HPF
水球实验比较计划(APE)Aqua-planetExperimentProject
古气候模拟比较计划(PMIP)PaleoclimateModelingIntercomparisonProjectPMIP1→PMIP282010-12

8、-22燎原之势如今WCRP领导下的与“intercomparison”有关的比较项目已成燎原之势，模式之间对各种问题都可以进行比较，这似乎成了一种气候研究中的最普遍、最流行的做法。有什么优点？规模化、细致化、国际化有什么缺点？限制了单一模式的科研工作将工作复杂度推向极致6.2气候模式在科研和业务中的应用1.应用气候模式的基本概念2.科研中的应用：-敏感性试验-近百年、近千年的气候模拟-古气候模拟3.业务中的应用：