气候影响评价中统计降尺度若干问题的探讨

  本文关键词：气候影响评价中统计降尺度若干问题的探讨，由笔耕文化传播整理发布。

第23卷第3期2012年5月水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol．23，No．3May，2012DOI：CNKI：32.1309.P.20120501.1616.002

气候影响评价中统计降尺度若干问题的探讨

11，231刘昌明，刘文彬，傅国斌，欧阳如琳

（1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101；

2.中国科学院研究生院，，北京100049；3.澳大利亚联邦科学与工业研究组织水土研究所，文布利WA6913，澳大利亚）

摘要：全球气候模式是目前研究未来气候变化的重要工具，然而其较低的空间分辨率使其难以被直接用于区域尺度的气候影响评价中，统计降尺度常常被用于弥补这一不足。对统计降尺度的3种主要方法：转化函数法，天气分型法和天气发生器法的最新研究进展进行了归纳；论述了统计降尺度中的各种不确定性；总结了统计降尺度在中国的发展和应用。统计降尺度与动力降尺度的比较和结合、极端事件的降尺度以及统计降尺度的不确定性将成为未来的主要发展方向。

关键词：统计降尺度；全球气候模式；气候影响评价；不确定性

中图分类号：P932；G353.11文献标志码：A6791（2012）03-0427-11文章编号：1001-

全球气候模式（GlobalClimateModels，GCMs）能够较好地模拟大尺度年或季节的平均气候特征，是研究未来气候变化的主要工具。然而，其较低的空间分辨率（100～500km）使其难以为区域尺度（如流域尺度）的研究提供可靠的信息，而且目前GCMs输出数据的时间分辨率也难以满足如降雨和洪水过程等研究的时间要［1］求。由于全球气候模式涉及比较复杂的大气物理过程，提高模型分辨率所需要的计算量相当巨大，所以

［2-3］。目前降尺度方法被广泛用于弥补GCMs在气候影响评价中的不足

降尺度是指将大尺度、低时空分辨率的GCMs或区域气候模式（RegionalClimateModels，RCMs）的输出结果通过统计或动力学方法转化到小尺度、高分辨率区域气候信息的过程。目前，降尺度的方法主要包括3类：动力降尺度法、统计降尺度法以及统计与动力相结合的方法。其中，动力降尺度是利用嵌入到GCMs的RCMs生成特定区域更高分辨率的大气物理信息，具有明确的动力学和物理学基础，不受观测资料的限制，

［4-5］。然而，由于动力降尺度依赖于GCMs所提供的边并且能够较好地描述地形、陆地表面特征和海陆差异

界条件，需要较大的计算量，而且在模拟温度、降水的空间差异和系统误差等方面有时会出现较大的偏差［4，6］，这些都在一定程度上限制了其在气候影响评价中的应用。与动力学方法相比，统计降尺度不用考虑边界条件对预测结果的影响，并且具有计算量小、模型易于构造、方法众多和简单灵活等特点，是目前应用

［7］比较广泛并且发展相对较成熟的一种方法。此外，统计和动力学相结合的降尺度方法兼顾了统计降尺度

和动力降尺度的优点，是未来降尺度技术重要的发展方向

用仍需要进一步的发展和完善。［7］。但目前该方法仍处于探索阶段［8-9］，理论和应

近年来，应用统计降尺度方法研究未来气候变化对水文水资源的影响成为国际上气候和水文领域研究中

［10-11］。在中国，统计降尺度虽然也得到了一定的发展和应用［12-14］，但总体来看，在方法的研究的热点问题

与应用、气候极值降尺度和不确定性等方面仍与国际上有相当的差距。本文总结了统计降尺度方法的最新研究进展，比较了各种方法的优点和不足，归纳了该方法在中国的应用和发展，以便相关研究者能够对此领域

09-28；网络出版时间：2012-05-01收稿日期：2011-

网络出版地址：http：//http://www.wendangku.net/doc/5d86b6c4f8c75fbfc77db2c0.html /kcms/detail/32.1309.P.20120501.1616.002.html

基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）资助项目（2010CB428406）；中国科学院战略先导科技专项资助项目

（XDA05090309）

作者简介：刘昌明（1934－），男，湖南汨罗人，中国科学院院士，主要从事水文水资源研究。

E-mail：liucm@

mail：wenbinliu_sky@ 通信作者：刘文彬，E-

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