三套再分析降水资料在华南地区的适用性评估
发布时间：2021-04-16 21:14
利用1980-2017年观测站降水数据（OBS）为参照标准,对目前广泛应用的三套再分析资料,即ERAI资料、JRA-55资料和CFSR资料在华南地区降水空间分布和年际变化的再现能力进行分析与评估。结果表明,不同资料对不同季节降水的再现能力存在显著差异,三者对降水年际变化的刻画都较为优秀,但对降水空间分布描述偏差较大,且在夏季最为明显;三者之间对比,ERAI对春季和冬季降水时空变化表现能力较为优秀,但在秋季表现一般;CFSR降水与实测时空相关性较好,但都存在降水系统性高估,在夏季最为严重,偏差达到5 mm·d-1;JRA-55对夏季和秋季降水刻画相对最佳,但对冬季降水存在高估。
【文章来源】：气象研究与应用. 2020,41(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
华南区域的台站分布（黑点标示）和海拔高度（单位：m)
图2给出各套再分析资料华南地区春季平均降水空间分布与观测对比。华南春季降水主要呈东多西少的整体趋势，大值区位于广西东北部、广东中部及南部沿海地区，低值区位于华南西部。JRA-55能有效表现出广东中部及南部沿海的降水大值中心，但在大值中心的范围和强度上存在明显高估（图2b）。ERAI能再现广西东北部的降水大值区，但范围及强度都相较于观测值偏大。CFSR的降水资料虽能反映出广西东北部以及广东中部的大值区，但存在一些分散的虚假大值中心，且降水量存在系统性高估。这可能与模式预报系统中降水物理过程的缺陷有关。需要指出的是，CFSR资料对降水系统性高估已在全球多地被确认[13-15]。例如，胡增运等[13]对CFSR降水资料在中亚地区的适用性评估中也得出相同结论。通过空间泰勒图（图3）进一步定量分析也可以看出，ERAI和JRA-55降水空间变化幅度与观测资料比较接近（平均标准差比值σ分别为1.05、1.07),CFSR则偏大（σ为1.43）。三套资料与观测值的相关性也存在差异，其中CFSR相关性最高（0.83),ERAI次之（0.67),JRA-55则最低（0.52）。总体而言，ERAI表现最为优秀。图3 华南区域不同季节三套再分析资料与观测资料降水量的空间泰勒图
图2 华南地区1980-2017春季平均降水空间分布对于华南区域夏季降水，其强度较为春季有着明显的增强，降水中心主要分布在广西和广东南部沿海地区（图4a）。通过图4b-d可以看出，JRA-55能描述出广西、广东南部沿海地区的强降水中心，但范围偏大，同时在广西西部和海南西南部存在虚假大值中心。ERAI则在广西北部及海南南部呈现出不真实的大值区。而CFSR在两广（广东和广西）地区的降水量依旧存在整体高估的情况，其平均日降水量较实况偏大5mm左右，并在海南西南部存在虚假强降水中心。相较于春季，三套资料空间相关性明显降低，CFSR和ERAI与观测值的相关系数在0.3左右，从图3可得JRA-55相关性最高，也仅为0.58。此外，ERAI(CFSR和JRA-55）资料的空间离散度明显小（大）于实测。总的来说，三套再分析资料对华南夏季降水空间分布描述效果都不太理想，存在较大改进空间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFSR、ERA-Interim和MERRA降水资料在中亚地区的适用性[J]. 胡增运,倪勇勇,邵华,殷刚,艳燕,贾超君. 干旱区地理. 2013(04)
[2]对三套再分析资料中国大陆地区夏季降水量的评估分析[J]. 李建,宇如聪,陈昊明,原韦华. 气象. 2010(12)
[3]华南区域季节性降水的差异分析[J]. 吴林,覃峥嵘,黄大贞,沈晗,李江南. 气象研究与应用. 2009(03)
[4]近45a华南夏季降水时空演变特征[J]. 肖伟军,陈炳洪,刘云香. 气象研究与应用. 2009(01)
[5]中国区域ERA-40、NCEP-2再分析资料与观测资料的初步比较与分析[J]. 赵天保,符淙斌. 气候与环境研究. 2006(01)
[6]华南汛期降水趋势的特征及预报方法的初步研究[J]. 黄永新. 广西气象. 2000(S1)
本文编号：3142183
【文章来源】：气象研究与应用. 2020,41(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
华南区域的台站分布（黑点标示）和海拔高度（单位：m)
图2给出各套再分析资料华南地区春季平均降水空间分布与观测对比。华南春季降水主要呈东多西少的整体趋势，大值区位于广西东北部、广东中部及南部沿海地区，低值区位于华南西部。JRA-55能有效表现出广东中部及南部沿海的降水大值中心，但在大值中心的范围和强度上存在明显高估（图2b）。ERAI能再现广西东北部的降水大值区，但范围及强度都相较于观测值偏大。CFSR的降水资料虽能反映出广西东北部以及广东中部的大值区，但存在一些分散的虚假大值中心，且降水量存在系统性高估。这可能与模式预报系统中降水物理过程的缺陷有关。需要指出的是，CFSR资料对降水系统性高估已在全球多地被确认[13-15]。例如，胡增运等[13]对CFSR降水资料在中亚地区的适用性评估中也得出相同结论。通过空间泰勒图（图3）进一步定量分析也可以看出，ERAI和JRA-55降水空间变化幅度与观测资料比较接近（平均标准差比值σ分别为1.05、1.07),CFSR则偏大（σ为1.43）。三套资料与观测值的相关性也存在差异，其中CFSR相关性最高（0.83),ERAI次之（0.67),JRA-55则最低（0.52）。总体而言，ERAI表现最为优秀。图3 华南区域不同季节三套再分析资料与观测资料降水量的空间泰勒图
图2 华南地区1980-2017春季平均降水空间分布对于华南区域夏季降水，其强度较为春季有着明显的增强，降水中心主要分布在广西和广东南部沿海地区（图4a）。通过图4b-d可以看出，JRA-55能描述出广西、广东南部沿海地区的强降水中心，但范围偏大，同时在广西西部和海南西南部存在虚假大值中心。ERAI则在广西北部及海南南部呈现出不真实的大值区。而CFSR在两广（广东和广西）地区的降水量依旧存在整体高估的情况，其平均日降水量较实况偏大5mm左右，并在海南西南部存在虚假强降水中心。相较于春季，三套资料空间相关性明显降低，CFSR和ERAI与观测值的相关系数在0.3左右，从图3可得JRA-55相关性最高，也仅为0.58。此外，ERAI(CFSR和JRA-55）资料的空间离散度明显小（大）于实测。总的来说，三套再分析资料对华南夏季降水空间分布描述效果都不太理想，存在较大改进空间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CFSR、ERA-Interim和MERRA降水资料在中亚地区的适用性[J]. 胡增运,倪勇勇,邵华,殷刚,艳燕,贾超君. 干旱区地理. 2013(04)
[2]对三套再分析资料中国大陆地区夏季降水量的评估分析[J]. 李建,宇如聪,陈昊明,原韦华. 气象. 2010(12)
[3]华南区域季节性降水的差异分析[J]. 吴林,覃峥嵘,黄大贞,沈晗,李江南. 气象研究与应用. 2009(03)
[4]近45a华南夏季降水时空演变特征[J]. 肖伟军,陈炳洪,刘云香. 气象研究与应用. 2009(01)
[5]中国区域ERA-40、NCEP-2再分析资料与观测资料的初步比较与分析[J]. 赵天保,符淙斌. 气候与环境研究. 2006(01)
[6]华南汛期降水趋势的特征及预报方法的初步研究[J]. 黄永新. 广西气象. 2000(S1)
本文编号：3142183
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