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  《气候与环境研究》创刊于1996年,是气候与环境科学领域的综合性中文学术期刊,现为双月刊,国内外公开发行。《气候与环境研究》覆盖的学科范围为大气科 ...

CMIP5模式对冬季北极涛动的模拟和预估

作者: 张永瑞 [1] 李丽平 [2] 靳泽辉 [3] 刘璞 [4] 康喜 [5]

关键词: CMIP5模式 冬季 北极涛动 模拟和预估

摘要:基于NCEP/NCAR再分析资料和CMIP5的19个模式结果,从异常模态、年代际趋势和周期特征等方面评估了CMIP5耦合模式对冬季北极涛动(Arctic Oscillation,AO)的模拟能力,并对未来RCP4.5、RCP8.5两种浓度路径下AO的可能变化趋势给出了定性的预估.CMIP5模式历史试验结果显示,大多数模式都能够模拟出AO模态的基本结构,但是对中心位置、强度的模拟存在较大的偏差,其中MPI-ESM-LR和HadGEM2-AO能较好地模拟出AO整体模态来.在历史演变和周期特征的刻画方面,模式的冬季海平面气压经验正交函数分解第一模态时间序列(Principal Component,PC1)基本能够反映出1950~1970年以来的减弱趋势,但对1970年以后的增长趋势模拟并不明显,而北半球环状模指数(Zonal Index,ZI)序列对两个阶段的趋势均可模拟出来,模式的PC1和ZI序列总体表现为正的变化趋势.有一半以上的模式对2~3 a高频周期模拟较好,但对20 a左右的周期模拟较差,其中仅有CanESM2、CNRM-CM5、GFDL-ESM2G这3个模式对ZI指数的两个周期变化模拟较好.在RCP4.5和RCP8.5两种浓度路径下,ZI序列有显著的上升趋势,从长期趋势系数看RCP4.5路径下有14个模式呈现正的变化趋势,其中有10个模式通过了检验.RCP8.5浓度路径下,16个模式为正变化趋势,有11个模式通过了检验,集合平均结果正变化趋势较为显著.两种浓度路径下不同时段的海平面气压变化趋势表明,ZI序列的年代际变化明显,存在3个不同的变化阶段——2006~2039年、2070~2100年为两个上升阶段,2040~2069年为缓慢下降阶段.


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