【摘要】：1试验设计和数据本文将利用最新版Reg CM4,研究Anthes-Kuo(KUO)?Grell-ArakawaSchubert(GAK)?Grel l-FritschChappell(GFC)和MIT-Emanuel(MIT)4种不同积云参数化方案对华南地区气候模拟的影响,比较4种积云参数化方案对华南地区温度和降水模拟的差异,为该模式在华南地区的应用提供一定的参考?模式水平分辨率是25km,模拟的中心区域位于25°N?105°E,水平网格点为90(南北)×160(东西),模拟范围覆盖我国华南和南海(图1)?模式垂直方向是18层Sig ma坐标,大气顶高度是10h Pa?共设4个试验,试验1中积云参数化过程选用KUO方案,试验2中采用GAK方案,试验3中采用GFC方案,试验4中采用MIT方案?除积云参数化方案不同,其他条件4个试验基本一致?积分时间4个试验均从1999年10月1日开始,一直积分到2009年12年31日?其中1999年积分结果作为模式的Spinup,分析时段为2000~2009年?模式初始和边界条件采用N CEP分辨率为2.5°×2.5°大气环流再分析资料,海平面温度采用NCEP/NCAR的OISST海面温度?植被和土地利用资料选用10′的全球陆地覆盖特征数据GLCC?此外,为检验4个积云参数化过程对华南地区温度和降水的模拟效果,选用了CRU观测的高分辨率(0.5°×0.5°)月平均地面温度和降水资料作为参照?2年平均温度模拟差异分析由4种参数化方案模拟的与CRU观测的年平均温度之差分布(图2)可见,从整体上看,4种参数化方案均较好地模拟出了华南地区年平均温度的时空分布特征,但均模拟出了-2~1℃的偏差?在江西?湖南及重庆地区,KUO?GAK和MIT方案模拟的年平均温度比CRU观测偏高0.5℃左右,而GFC方案在上述区域模拟的年平均温度比CRU观测偏低1.0℃左右;在福建?广东?广西?云南和贵州等地,4种方案模拟的年平均温度均比CRU观测偏低-1.0℃左右?从量级和分布上看,KUO方案对华南地区温度的模拟比另外3种方案表现突出?3年平均夏季降水模拟差异分析由4种参数化方案模拟的与CRU观测的夏季平均降水率之差分布(图3)可见,除MIT方案模拟的华南地区降水率比CRU观测偏多外,其余3个方案模拟的降水均比CRU观测偏少,尤其是GA K和KUO方案,相对CRU观测低估降水50%左右?在广东?广西地区,KUO方案模拟的华南地区夏季降水率比CRU观测偏少最多,达-8mm/d;其次是GAK方案,偏少-6mm/d?在福建?江西?湖南?云南?贵州和四川等地,KUO和GAK方案模拟的降水率偏少约-3mm/d,MIT方案模拟的华南地区夏季降水比CRU观测偏多3mm/d?总体而言,GFC方案模拟的降水率效果最好,其次是MIT方案?4种参数化方案模拟的华南夏季降水与CRU观测的降水相关分布(图4)显示,在广西?广东南部和贵州等地,4种方案模拟的降水与CRU观测相关性较好(相关系数0.6),但在江西?广东和福建北部,4种方案均模拟出了负相关?在西南省份地区,KUO和GFC方案模拟的降水与CRU观测相关性最好?4年?月尺度模拟偏差分析由图5可见,MIT和KUO方案模拟的华南地区温度与CRU观测最为接近,而GAK和GFC方案模拟的平均温度比CRU偏低1~2℃?另外,4种方案均低估了华南地区的降水,GFC和MIT方案模拟的华南地区区域年平均降水与CRU在量级上优于GAK和KUO方案,后两者方案模拟的降水相对CRU观测,低估降水达50%左右?从月尺度来看,4种方案均抓住了华南地区温度和降水的季节变化,但均低估了夏季气温?KUO和MIT方案对华南地区温度季节变化的模拟比GAK和GFC方案模拟结果优秀;另外,GAK和KUO方案低估了华南地区的夏季的降水,MIT和GFC对华南地区的降水季节变化模拟效果较好?
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