科研动态

博士生秦怡等在Wiley旗下期刊《JAMES》发文

2018-09-28

秦毅,博士澳门赌场网址_手机赌博网址的学生是第一作者。记者林彦伟教授在Wiley的期刊《JAMES》上发表了一篇文章,题为“在NCAR社区大气模型(CAM5)中改善亚热带低云的诊断PDF云计划”一文。

气候模型已成为预测未来气候变化的主要手段,但气候模型的长期系统偏差,如低海洋低云和双赤道趋同,严重影响了我们未来气候变化预测的可靠性。一系列研究表明,准确模拟气候模型中低海洋云和热带降水的分布对于预测未来全球变暖和极端天气频率至关重要。国家大气研究中心(NCAR)气候模型CESM1.0是世界上最先进的气候模型之一,广泛应用于气候研究和气候预测。然而,这种气候模式在低海洋云和热带降水的分布方面仍存在较大偏差。 TR 在CESM 1.0中,云量计算仅依赖于网格点的相对湿度和可调节的固定低云形成阈值(Park-RH方案)。这并不反映模型网格内小尺度温度和湿度的分布,即子网格变化,对云形成和变化的影响。可以看出,云在自然界中的空间分布非常大(图1),必须充分考虑子网格变化的影响。

图1. MODIS卫星观测云分布在格拉西奥萨岛附近500公里(红圈位置)(左:2009年11月22日的海洋积云;右:2010年8月30日的浅层积云)图片来自:Re'Millard et al 。,2012)
最近,澳门赌场网址_手机赌博网址的研究人员开发了一种新的统计云计划。该方案(Gauss-PDF)直接将模型中的子网格变化与模拟边界层湍流和浅对流过程联系起来,从而描述不同区域随时间的子网格变化。该程序不仅改进了热带海洋低云的模拟(图2),而且有效地减轻了原始CESM1.0模型中双赤道会聚区的偏差(图3)。

来自地球系统科学系的徐世明副教授,谢绍成和马熙熙国际实验室的研究人员马熙妍是该论文的共同作者。

图2.全球年平均低云量(%):( a)ISCCP观测,(b)Park-RH模拟,(c)Park-RH和ISCCP差异,(d)Gauss-PDF和Park-RH差异(图像)由Qin等人提供,2018年)

9月2日,秦毅博士澳门赌场网址_手机赌博网址的学生是第一作者。记者林彦伟教授在Wiley的期刊《JAMES》中作为通讯作者出版,题为“NCAR CESM1中的缓解双重ITCZ问题:新云计划和工作机制”。基于统计云方案(Gauss-PDF),减轻太平洋双赤道辐合带偏差的主要机制是增加的低云减少了到达地表的短波辐射,降低了东太平洋的海温。 。这增加了东西方向的海温梯度,增强了热带大气的纬度沃克环流和赤道以南的东南贸易风。增强的贸易风进一步增强了海洋混合区东西向的冷平流,导致赤道中太平洋海温降低,从而减轻了热带双赤道辐合带的模拟偏差(图4)。 )。介绍这些结果的两篇文章发表在Wiley Journal Journal of Advanced Modeling Earth Systems上。

图3.全球年平均降水量(毫米/天):( a)GPCP观测,(b)Park-RH模拟,(c)Park-RH和GPCP差异,(d)Gauss-PDF和Park-RH差异(照片)来自:秦和林,2018年)

图4.新的统计云计划(Gauss-PDF)减轻双赤道会聚区偏差的主要机制(照片:Qin和Lin,2018)
近几十年来,在气象科学家的共同努力下,气候模式的系统偏差正在逐步改善,为气候模型准确预测未来气候变化提供了更好的基础。该研究为改进热带海洋低云模拟提供了实践依据,为改善双赤道辐合带的偏差提供了新的解释机制。该计划已被澳门赌场网址领导的公共地球系统模型采用,并推动了中国气候模式的发展。 TR 林彦伟的研究小组专注于开发和改进气候模型和天气模式中与云相关的物理参数化方案。秦毅是地球科学系的五年级学生。研究方向是气候模型中云参数化方案的发展和完善。

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A Diagnostic PDF Cloud Scheme to Improve Subtropical Low Clouds in NCAR Community Atmosphere Model (CAM5)

易勤1,林艳麟1,徐世明1,马寅仁2,谢少成2

1地球系统科学教育部重点实验室,地球系统科学系,澳门赌场网址全球变化研究联合中心,中国北京

2气候模型诊断和比对程序,劳伦斯利弗莫尔国家实验室,美国加利福尼亚州利弗莫尔

https://doi.org/10.1002/2017MS001095

Alleviated double ITCZ problem in NCAR CESM1: a new cloud scheme and the working mechanisms

易勤1和严艳林1

1澳门赌场网址_手机赌博网址地球系统建模教育部重点实验室,全球变化研究联合中心(JCGCS),北京100084

https://doi.org/10.1029/2018MS001343

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