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大气科学学报 2024年第3期47卷 376-391页

作者：周攀宇江志红李童南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044

基于耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)中的全球气候模式的模拟结果,采用考虑模式性能和独立性结合(Climate model Weighting by Independence and Performance,ClimWIP)的加权方案进行中国区域气候的多模式集合预估及不确定性研究。结果... 详细信息

基于耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)中的全球气候模式的模拟结果,采用考虑模式性能和独立性结合(Climate model Weighting by Independence and Performance,ClimWIP)的加权方案进行中国区域气候的多模式集合预估及不确定性研究。结果表明,ClimWIP方案在历史阶段的模拟优于等权重方案,降低了多模式模拟的气候态偏差。温度指数的未来预估不确定性较大的区域主要集中在中国北方和青藏高原,而降水指数主要集中在华北和西北地区。ClimWIP方案的预估不确定性与等权重方案相比有所降低。ClimWIP方案预估的温度指数的增温大值区主要集中在中国北方和青藏高原;降水指数在西北和青藏高原增加最为显著。全球额外0.5℃增暖时,中国区域平均的温度指数变化更强,平均高于全球0.2℃,最低温在东北部分地区的额外增温甚至是全球平均的3倍;总降水额外增加5.2%;强降水额外增加10.5%。全球增暖2℃下,中国大部分区域温度指数较当前气候态增加可能超过1.5℃(概率>50%),在中国北方和青藏高原的部分地区增温超过1.5℃的可能性更大(概率>90%);总降水,强降水和连续干日在西北和华北增加幅度有可能超过10%、25%和-5 d(概率>50%)。

关键词：模式性能和独立性全球增暖1.5/2℃ 预估不确定性概率预估 CMIP6

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中国北方地区极端低温的变化特征及其全球增暖1.5/2℃下的预估

中国北方地区极端低温的变化特征及其全球增暖1.5/2℃下的预估

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作者：胡伟伟南京信息工程大学

学位级别：硕士

基于CN05.1气温观测数据集、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海冰资料以及NCAR CESM模式等资料,首先利用极端低温指数、百分位阈值法等方法分析了中国北方地区1961-2016年冬季日最低气温的变率、年代际变化特征,继而研究大气环流场与其年代... 详细信息

基于CN05.1气温观测数据集、NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海冰资料以及NCAR CESM模式等资料,首先利用极端低温指数、百分位阈值法等方法分析了中国北方地区1961-2016年冬季日最低气温的变率、年代际变化特征,继而研究大气环流场与其年代际变化的联系,最后预估了全球增暖1.5/2℃背景下中国北方极端低温的变化、概率比及避免影响。得到如下主要结论:(1)中国北方冬季极端低温阈值呈带状分布,随纬度升高而降低,极端低值中心在东北区域,达-40℃;整个北方区域近几十年呈现较为一致的变暖趋势,东北,华北和西北地区冬季极端低温日数长期变化呈下降趋势,均在1980s发生年代际突变;日最高气温最小值和最低气温最小值在华北和东北区域上升趋势相对较大,均为0.3℃/10a和0.5℃/10a;东北地区冷昼日数在三者下降趋势较大,趋势为0.4d/10a;华北地区冷夜日数下降趋势较大,为2d/10a;低温持续时间在华北地区下降趋势最大为0.7d/10a;气温日较差减小趋势最大的为0.4℃/10a,位于东北地区。(2)极端低温强度和频率偏强时500 hPa上极区存在显著的正位势高度距平,极区范围内海平面气压为显著的正距平,表明极地涡旋偏弱,而极区大部分区域存在显著温度负距平,冷空气容易随极涡分裂而南下。东亚大槽区域存在显著的位势高度负距平,使得东亚大槽加深,强度加强,导致中国北方整体极端低温强度较强,频率较多。AO指数与极端低温指数的相关系数表明AO的负位相对应着冬季中国北方的极端低温强度偏低,低温频率偏高,低温持续时间偏长,且AO对东北地区的影响最大。我国北方极端低温偏强时秋季格陵兰岛以东至东西伯利亚海一带也存在显著的海冰密集度正距平,其关键海区与极端低温频率相关系数高达0.6,为显著正相关,秋季整个北极海冰的密集度与冬季的温度呈现负相关。关键海区的海冰密集度时间序列与极端低温强度以及频率的相关系数,分别为-0.48与0.55。(3)中国的最低温度在全球增暖1.5/2°C下将会增加约1.82/2.46°C,北方在冬季的增温最为明显;相对于现代期(1976-2005年),全球增暖1.5/2°C下日最高温最小值增幅为1.9/2.0℃,日最低气温最小值增幅为2.0/2.5℃;极端低温频率在华北地区减少最多,1.5/2°C情景下冷日减少了8天/11天,冷夜减少7天/9天;低温持续性减弱较大的区域主要在西北地区,1.5/2℃变暖情景下分别减少7天/10天;温度日较差西北、东北、华北地区在1.5/2℃变暖情景下变化幅度分别为-0.9/-2.0℃,-0.4/-1.5℃,+1.7/+2.0℃。将全球变暖控制在1.5℃以下,而不是2℃,可以避免在极端低度事件的强度、频率和持续时间等约减少6%-56%,变化最大的区域在东北(24%-56%)。

关键词：中国北方极端低温 AO 全球增暖1.5/2℃

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