工业革命以来，由人类活动排放导致的全球变暖、北极海冰融化、海平面的上升等成为了共识（IPCC AR6）。气候系统在全球变暖背景下的变化不是线性的，受气候系统的内部变率（振荡）影响，如在20世纪末出现的“全球变暖停滞”现象。气候系统的内部变率由气候系统内部过程产生，如太平洋年代际变率（PDO或者IPO）和北大西洋多年代际振荡AMO。研究表明内部变率是影响太平洋沃克环流、生活在地球三分之二的人口的全球季风区不确定主要因子。因此研究内部变率对气候变化、气候预估、甚至气候影响决策非常重要。
内部变率的研究借助于气候系统模式模拟，特别是利用同一个气候（地球）系统模式在相同外强迫下进行不同初值的大样本集合模拟试验。早期，由于计算资源限制，集合模拟试验的样本比较有限，最近，很多国际研究机构开始开展大样本（样本数不小于40个）集合模拟试验，来研究气候系统内部变率作用。采用大样本集合已然成为一个重要的研究方向和热点，如2015年NCAR发布的大样本集合引用已超过上千次。国际上开展的大样本集合的模拟样本一般在100个以内，达到100个样本仅有极少数。为了研究内部变率对全球季风预估影响，中国科学院大气物理研究所LASG国家重点实验室海洋模式团队利用我国自主研制的气候系统模式FGOALS-g3，进行了包含110个样本的超级集合试验。
图1 对气候变化产生显著影响的内部变率，由气候（地球）系统内部过程产生
“CAS FGOALS-g3超级大集合试验”的数据描述文章已在Advances in Atmospheric Sciences上发表。林鹏飞研究员为第一作者和通讯作者，赵博文为第二作者。文章的作者赵博文研究生说：“FGOALS-g3超级集合（含110样本）是我国首套、世界上样本数最多的全球气候系统模式大样本数据集，每个样本覆盖1850-2099年、包括海洋、大气、海冰、陆面耦合模拟。样本的产生充分利用了不同的海洋内部变率位相作为初值，在CMIP6的外强迫下模拟了历史气候变化和预估未来气候变化。我们的评估表明FGOALS-g3超级集合能够准确再现历史观测的气温（图2）、降水和极端气候事件，因此该数据集能够进一步被用于气候预估、气候变化等研究。”
该研究受到国家重点研发项目（2020YFA0608902）和国家自然科学基金项目（41976026，41931183）等资助。
图2 全球表面气温在不同时间点变化 (相对于1961-1990) 及其内部变率，打点表示信噪比>1，曲线为气温变化序列，年份下方对应气温变化及其内部变率范围。
文章：
Lin, P. F., and Coauthors. 2022: The Super-large Ensemble experiments of CAS FGOALS-g3. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-022-1439-1
试验数据引用及下载：
BOWEN ZHAO, PENGFEI LIN, JILIN WEI, et al. FGOALS-g3 Super-large ensemble simulation[DS/OL]. Science Data Bank, 2021[2022-04-19].
