科研进展

GOSL: CMIP5和CMIP6动力海平面季节到年代际变率的模拟评估

  海平面上升给沿海地区增加了风暴潮、洪水、海岸侵蚀和咸潮入侵的风险。因此,预估海平面变化对于沿海地区制定适应政策至关重要。动力海平面(DSL)是模式重点研究的区域海平面变量,是由海水密度和海洋环流变化引起的,海平面变化的重要部分。通常认为,DSL未来预估的可靠性取决于气候模式对DSL当前状态模拟的能力,因此评估气候模式对DSL的模拟能力至关重要。

  近期,中国科学院大气物理研究所刘海龙研究员团队利用CMIP5和CMIP6多模式的历史试验结果以及AVISO卫星高度计资料,评估了DSL季节到年代际变率的模拟能力,并探究了模式水平分辨率对其模拟能力的影响。研究表明,就集合平均而言,CMIP6集合模拟的DSL气候态、季节到年代际变率相较CMIP5集合没有显著改善,但是CMIP6集合中最好的模式模拟能力优于CMIP5集合中最好的模式。CMIP5和CMIP6模式在热带、黑潮、湾流和南极绕极流区域模拟的季节变率、年际变率、年代际变率的强度较观测偏弱40~80%,40~100%,60~100%。模式的水平分辨率越高,其模拟的DSL气候态、季节变率和年际变率相较观测的均方根误差(RMSE)越小,空间相关系数(PCC)越大,这种线性关系在CMIP6集合中更加明显(图1)。

  上述研究成果近期发表于Geoscience Letters上。该研究得到国家重点研发计划(2022YFC3104802),中国科学院战略先导项目(XDB42010404),国家自然科学基金项目(41931183, U2242214)的共同资助。

  论文信息:

  Jin, C., Liu, H., & Lin, P. (2023). Evaluation of the seasonal to decadal variability in dynamic sea level simulations from CMIP5 to CMIP6. Geoscience Letters, 10(1), 1-11. https://doi.org/10.1186/s40562-023-00291-w   

 

图1 CMIP5集合模拟的动力海平面(a)气候态,(c)季节变率,(e)年际变率和(g)年代际变率相较观测的RMSE和PCC之间的模式间散点图。(b), (d), (f), (h) 与(a), (c), (e), (g)相同,但表征CMIP6集合。圆圈的大小表征每个模式的水平分辨率,色阶的单位是度*度,模式水平分辨率越高,圆圈越小。红线表征RMSE和PCC之间的线性回归,红色阴影表征95%的置信区间。RMSE和PCC的模式间相关系数列在图的右上角,相关系数右上角的星号表征其通过95%的显著性检验。

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