基于区域气候模式的动力降尺度方法,是获取未来高分辨率天气气候信息的重要途径。然而,在传统的动力降尺度模拟过程中,全球模式的误差会传递到区域模式中,从而降低降尺度模拟的可信度。因此,在动力降尺度模拟之前,对全球模式系统误差进行订正,已逐渐成为国际上一个热点研究领域。
最近,中国科学院大气物理研究所的徐忠峰等与香港中文大学、得克萨斯大学奥斯汀分校和南京大学的学者合作,发展了一个基于多模式集合的误差订正方法。该订正方法在综合以往GCM误差订正方法优势的基础上,进一步引入18个GCM集合的非线性趋势,以减小单一GCM预估结果不确定性大的问题。同时,还基于ERA5再分析资料订正了CMIP6模式的平均态和年际变率的误差,可显著改善区域模式对气候平均态和极端事件的模拟能力。基于该误差订正方法,生成了一套1.25度水平分辨率的全球大尺度驱动场数据。该数据对多变量的气候平均态、年际变率和极端事件的描述能力,显著优于未经误差订正的CMIP6模式结果(图1)。
该数据包括1979-2014年的CMIP6历史时期订正结果,以及2015-2100年CMIP6的SSP245和SSP585两个未来共享社会经济路径情景的订正结果。数据为6小时分辨率,包括海表面温度、海平面气压、地表气压以及14个等压面的大气温度、相对湿度、纬向风、经向场、位势高度场等变量。可为全球不同区域的动力降尺度模拟,提供高质量的大尺度驱动场。
图1 不同CMIP6模式与误差订正数据(MPI-ESM1-2-HR_bc)相对于ERA5再分析数据的误差。ME: 气候平均态误差; SD:年际标准差误差;CORR:气候平均态的空间相关系数;uMISS:模式对SST,850hPa、200hPa矢量风场、气温和850hPa相对湿度的总体模拟能力。图中颜色越浅表述模式结果越接近ERA5再分析资料。
相关论文和数据
Xu Zhongfeng *, Ying Han, Chi-Yung Tam, Zong-Liang Yang, Congbin Fu, 2021: Bias-corrected CMIP6 global dataset for dynamical downscaling of the historical and future climate (1979–2100). Scientific Data, https://doi.org/10.1038/s41597-021-01079-3
Xu Zhongfeng*, Ying HAN, and Zongliang YANG, 2019: Dynamical downscaling of regional climate: A review of methods and limitations. Science China Earth Sciences 129. https://doi.org/10.1007/s11430-018-9261-5
可供公开下载的数据: http://www.doi.org/10.11922/sciencedb.00487