多模式动力降尺度与偏差订正相结合的中国区域极端温度模拟及预估
发布时间：2021-06-14 22:25
本文利用LMDZ4模式分别嵌套于第五次耦合模式比较计划CMIP5中的五个全球模式（BCC-CSMl-1-m,CNRM-CM5, FGOALS-g2, IPSL-CM5A-MR,MPI-ESM-MR）对中国区域1961-2099年气候进行动力降尺度模拟与预估,对比分析降尺度前后各模式对中国区域极端温度的模拟能力。利用等距CDF映射方法（Equidistant CDF Matching method （ EDCDFm ））和 CDFt 方法（CDF-TransformMethod （CDF-t方法））对降尺度结果进行偏差订正,在此基础上选用订正效果较好的EDCDFm方法对RCP4.5排放情景下21世纪前期（2017-2036年）、中期（2046-2065年）和末期（2080-2099年）中国区域温度未来变化情景进行等权集合预估,主要结论如下:（1）相较全球模式,LMDZ4模式较好地刻画了青藏高原、四川盆地等复杂地形的变化,能更好地表现出中国区域极端温度的空间分布。但降尺度改善效果表现出明显的区域性差异,对于最高温度、最低温度和霜冻日数,降尺度之后主要在东北、西北、高原以及西南地区改善明显,...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１泰勒图例??根据泰勒图原理，以及图２．１所示，Ａ表示观测，Ｂ和Ｃ表示两个模式模??
方程（２．７）中和分别表示历史时段观测和模式模拟的ＣＤＦ，??表示未来时段内模式模拟的ＣＤＦ，表示未来时段模拟的值，表示??ＥＤＣＤＦｍ方法的订正值。具体订正思路见图２．２，如当未来预测值为－１０时，对??应的ＣＤＦ值为０．２，而在当前气候中，ＣＤＦ为０．２时，得到观测值与模式的模??拟值的差Ａｘ，订正值即预测值－１０＋Ａｘ。对于每个格点的未来预估时间序列，??我们都构建ＣＤＦ进行未来预估时间序列的订正。该方法中，由于温度场基本服??从正态分布，因此进行正态分布的参数化拟合。??（２）?ＣＤＦ－Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ?Ｍｅｔｈｏｄ?（ＣＤＦｔ?方法）??ＣＤＦｔ方法可以看成是分位数匹配法的扩展［４４］，［４５］。假设存在一个传递函数Ｔ，??在某一给定的格点将全球模式变量的ＣＤＦ转换成表示局地尺度气候变量的??ＣＤＦ，定义ＦＳＡ为历史时段内固定格点观测逐日温度的ＣＤＦ，?为同时段内模??１０??
?３０?４０??ｘ??图２．２订正方法示图（观测：黑色粗实线，历史时期模式模拟：黑色虚线，未来模式模拟：??灰色细实线，ＥＤＣＤＦｍ：黑色点划线）??本文将历史时段（１９６１?—２００５年）分为两段，前２０年（１９６６—１９８５年）??为控制时段：利用观测和模式数据建立传递函数，后２０年（１９８６—２００５年）为??验证时段：检验偏差订正的效果。在对未来预估结果进行订正时，通过输出２１??世纪前期（２０１７６—２０３６年）、中期（２０４６—２０６５年）和后期（２０８０—２０９９年）??的订正结果，分析中国地区未来温度的变化特征，采用模式离差（即模式间的??均方差）［６４］对模式预估结果进行不确定性分析。在验证时期和预估时期，将订??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]CMIP5模式对中国极端气温及其变化趋势的模拟评估[J]. 蒋帅,江志红,李伟,沈雨辰. 气候变化研究进展. 2017(01)
[2]变网格模式LMDZ4对东亚夏季气候的模拟检验[J]. 杨浩,江志红,李肇新. 大气科学学报. 2016(04)
[3]Assessment of Indices of Temperature Extremes Simulated by Multiple CMIP5 Models over China[J]. DONG Siyan,XU Ying,ZHOU Botao,SHI Ying. Advances in Atmospheric Sciences. 2015(08)
[4]CMIP5模式对东亚500 hPa高度场主要模态时空结构模拟能力的评估[J]. 黄海玲,江志红,王志福,陈威霖. 气象学报. 2015(01)
[5]概率调整法在气候模式模拟降水量订正中的应用[J]. 周林,潘婕,张镭,许吟隆. 应用气象学报. 2014(03)
[6]MM5V3模式对IPCCA1B情景下中国地区极端事件的模拟和预估[J]. 胡伯彦,汤剑平,王淑瑜. 地球物理学报. 2013(07)
[7]Near Future （2016-40） Summer Precipitation Changes over China as Projected by a Regional Climate Model （RCM） under the RCP8.5 Emissions Scenario: Comparison between RCM Downscaling and the Driving GCM[J]. 邹立维,周天军. Advances in Atmospheric Sciences. 2013(03)
[8]Introduction of CMIP5 Experiments Carried out with the Climate System Models of Beijing Climate Center[J]. XIN Xiao-Ge,WU Tong-Wen,ZHANG Jie. Advances in Climate Change Research. 2013(01)
[9]变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究[J]. 刘景卫,周天军,满文敏. 地球物理学报. 2013(01)
[10]基于统计降尺度模型的江淮流域极端气候的模拟与预估[J]. 陈威霖,江志红,黄强. 大气科学学报. 2012(05)
本文编号：3230334
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１泰勒图例??根据泰勒图原理，以及图２．１所示，Ａ表示观测，Ｂ和Ｃ表示两个模式模??
方程（２．７）中和分别表示历史时段观测和模式模拟的ＣＤＦ，??表示未来时段内模式模拟的ＣＤＦ，表示未来时段模拟的值，表示??ＥＤＣＤＦｍ方法的订正值。具体订正思路见图２．２，如当未来预测值为－１０时，对??应的ＣＤＦ值为０．２，而在当前气候中，ＣＤＦ为０．２时，得到观测值与模式的模??拟值的差Ａｘ，订正值即预测值－１０＋Ａｘ。对于每个格点的未来预估时间序列，??我们都构建ＣＤＦ进行未来预估时间序列的订正。该方法中，由于温度场基本服??从正态分布，因此进行正态分布的参数化拟合。??（２）?ＣＤＦ－Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ?Ｍｅｔｈｏｄ?（ＣＤＦｔ?方法）??ＣＤＦｔ方法可以看成是分位数匹配法的扩展［４４］，［４５］。假设存在一个传递函数Ｔ，??在某一给定的格点将全球模式变量的ＣＤＦ转换成表示局地尺度气候变量的??ＣＤＦ，定义ＦＳＡ为历史时段内固定格点观测逐日温度的ＣＤＦ，?为同时段内模??１０??
?３０?４０??ｘ??图２．２订正方法示图（观测：黑色粗实线，历史时期模式模拟：黑色虚线，未来模式模拟：??灰色细实线，ＥＤＣＤＦｍ：黑色点划线）??本文将历史时段（１９６１?—２００５年）分为两段，前２０年（１９６６—１９８５年）??为控制时段：利用观测和模式数据建立传递函数，后２０年（１９８６—２００５年）为??验证时段：检验偏差订正的效果。在对未来预估结果进行订正时，通过输出２１??世纪前期（２０１７６—２０３６年）、中期（２０４６—２０６５年）和后期（２０８０—２０９９年）??的订正结果，分析中国地区未来温度的变化特征，采用模式离差（即模式间的??均方差）［６４］对模式预估结果进行不确定性分析。在验证时期和预估时期，将订??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]CMIP5模式对中国极端气温及其变化趋势的模拟评估[J]. 蒋帅,江志红,李伟,沈雨辰. 气候变化研究进展. 2017(01)
[2]变网格模式LMDZ4对东亚夏季气候的模拟检验[J]. 杨浩,江志红,李肇新. 大气科学学报. 2016(04)
[3]Assessment of Indices of Temperature Extremes Simulated by Multiple CMIP5 Models over China[J]. DONG Siyan,XU Ying,ZHOU Botao,SHI Ying. Advances in Atmospheric Sciences. 2015(08)
[4]CMIP5模式对东亚500 hPa高度场主要模态时空结构模拟能力的评估[J]. 黄海玲,江志红,王志福,陈威霖. 气象学报. 2015(01)
[5]概率调整法在气候模式模拟降水量订正中的应用[J]. 周林,潘婕,张镭,许吟隆. 应用气象学报. 2014(03)
[6]MM5V3模式对IPCCA1B情景下中国地区极端事件的模拟和预估[J]. 胡伯彦,汤剑平,王淑瑜. 地球物理学报. 2013(07)
[7]Near Future （2016-40） Summer Precipitation Changes over China as Projected by a Regional Climate Model （RCM） under the RCP8.5 Emissions Scenario: Comparison between RCM Downscaling and the Driving GCM[J]. 邹立维,周天军. Advances in Atmospheric Sciences. 2013(03)
[8]Introduction of CMIP5 Experiments Carried out with the Climate System Models of Beijing Climate Center[J]. XIN Xiao-Ge,WU Tong-Wen,ZHANG Jie. Advances in Climate Change Research. 2013(01)
[9]变网格大气模式对1998年东亚夏季风异常的模拟研究[J]. 刘景卫,周天军,满文敏. 地球物理学报. 2013(01)
[10]基于统计降尺度模型的江淮流域极端气候的模拟与预估[J]. 陈威霖,江志红,黄强. 大气科学学报. 2012(05)
本文编号：3230334
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