中国近海风场气候情景预估研究

发布时间：2018-05-15 17:05

  本文选题：海表面风场 + 气候变化　； 参考：《国家海洋环境预报中心》2016年硕士论文

【摘要】：全球气候变化背景下,对未来我国海岸带海洋自然灾害的变化趋势进行科学研究及预估具有非常重要的意义,而致灾最重的风暴潮和灾害性海浪等海洋灾害系统主要受海表面风场(Sea Surface Wind Speed,SSWS)驱动产生。因此,本文开展了对未来气候情景下SSWS特征的长期变化趋势研究,并分析了其与气候因子的相互关系,揭示中国沿海区域SSWS未来变化特征。一、中国近海SSWS统计降尺度预估政府间气候变化专门委员会(Intergovermental Panel on Climate Change,IPCC)第五次国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)的成果,是用于研究未来气候变化的重要数据。针对CMIP5的大多数全球气候模式(Global Climate Model,GCM)分辨率过于粗糙,无法刻画近海沿岸区域的海洋气候中尺度特征的问题,本文采用统计降尺度方法提高GCM分辨率以研究区域气候特征。利用经验正交分解和多元回归相结合的方法,基于1992-2011年CCMP卫星反演SSWS和ECMWF再分析数据集,本文建立了中国近海SSWS的统计降尺度模型(Statistical Downscaling Model,SDM),并对模型进行了验证。随后将该模型应用到CMIP5的8个模式输出场,对1986-2005年历史气候态模拟(Historical Run,HIS)和2026-2045年3个不同典型浓度路径(Representative concentration pathways,RCP26,RCP45,RCP85)下中国近海SSWS的变化特征进行评估。与观测对比显示SDM结果在空间分布型的模拟上要优于双线性插值;对比SDM和区域气候模式(Regional Climate Model,RCM)结果表明,HIS情景下SDM模拟中国近海冬季平均SSWS要优于RCM结果,模拟夏季平均SSWS则在开阔海域相较于RCM表现更好。对于RCP浓度路径下冬夏季SSWS的模拟,相较于SDM结果,Had GEM3-RA和Reg CM模式在台湾岛以东及以北近海海域偏小而在中国南海偏大,YSU-RSM模式模拟结果在大部分区域均偏大。8个CMIP5模式的SDM结果表明,相对于历史模拟参考时段,未来三个RCP浓度路径冬季平均SSWS在约25°N以南海域均增加,其中RCP45浓度路径下增幅范围相对较小,最大SSWS则变化不明显,夏季整体表现为略微的增加,主要增加区域为山东半岛附近、台湾岛以东中国东海以及南海海域,最大SSWS则在RCP26的海南岛附近、RCP45的中国南部沿海区域以及RCP85的台湾岛附近海域均有增强的现象。二、CMIP5模式对登陆中国热带气旋活动的模拟和预估基于GCM模拟热带气旋(Tropical Cyclone,TC)的大尺度环流特征,研究其频数、强度等在气候变化背景下的变化趋势是可行的。本文分析了7个CMIP5模式模拟1986-2005年影响我国的登陆热带气旋(LTC)活动气候特征,并评估了2026-2045年RCP结果差异显示:模式能够在HIS情景下较好的再现历史LTC的季节分布、地理位置分布和强度分布特征。RCP情景下不同强度LTC的频数预估显示,相较于HIS情景RCP26和RCP85下较弱的LTC有所减少,较强的LTC频数有所增加。RCP下LTC活动频数在较高纬度地区没有明显变化,但在15°N-20°N区域略微减少,其中RCP85减少最为明显。另外,对比不同模式的结果发现模拟中国大陆近海区域平均垂直风切变和海平面气压较大的模式,其对应的LTC活动较少;海表温度较高,则模拟LTC的平均登陆强度较大。
[Abstract]:In the context of global climate change , it is very important to study the change trend of marine natural disasters in China ' s coastal zone in the future . In this paper , we simulate and predict the seasonal distribution , geographical position distribution and intensity distribution characteristics of the tropical cyclone ( LTC ) in the south China Sea . The results show that the average vertical wind shear and sea level pressure in the southern China Sea are relatively small compared to those of the HIS scenarios RCP26 and RCP85 .

【学位授予单位】：国家海洋环境预报中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P732

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本文编号：1893181