书书书

第!!

卷 第"

期

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年"

月大

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气!

科!

学

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陈昊明!周天军!宇如聪!等<#$$%<

耦合模式=>?3@8

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模拟的东亚夏季风 #

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大气科学!

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收稿日期!

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收修定稿

资助项目!

国家重点基础研究发展规划项目#$$B&QR$!B$!

!国家自然科学基金资助项目R$B#A$"R

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R$##"A$!

作者简介!

陈昊明!男!

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年出生!博士生!主要从事东亚气候观测分析和数值模拟)

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6

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耦合模式!"#$%&

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'

模拟的东亚夏季风

陈昊明"

!

#

!

周天军"

!

宇如聪!

!

"

!

包庆"

"

中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室!北京!

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#

中国科学院研究生院!北京!

"$$$R%

!

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室!中国气象局!北京!

"$$$P"

摘!

要!

本文评估了中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室的海气耦合

模式=>?3@8

"

+

对东亚夏季风的模拟能力!并通过与观测海温强迫下单独大气模式83ST@

试验结果的比较!分

析了海气耦合过程对模式性能的影响)结果表明!

=>?3@8

"

+

基本能够模拟出东亚夏季风系统的气候态分布及

其演变过程!但也存在明显偏差!主要表现为模拟的温度场在对流层中上层一致性偏冷!导致模式中环流系统强

度偏弱*而温度经向梯度模拟的不足!直接影响到东亚副热带西风急流的模拟)通过与观测海温强迫下83ST@

模拟结果的对比发现!

83ST@

模拟的温度场(环流场以及风场较之耦合模式结果更接近观测!但也存在与

=>?3@8

"

+

类似的模式偏差)因此!大气模式固有的偏差对耦合模式的模拟偏差有重要影响)分析发现!对于西

太平洋降水的模拟而言!耦合模式结果更加合理!表明海气相互作用过程对模式性能有重要影响)本文的结果表

明!大气模式自身的误差是导致耦合模式误差的主要原因)通过更新云O

辐射模块改进大气模式模拟的温度场!

应是=>?3@8

"

+

后续发展的首要工作)

关键词!

东亚夏季风!

模式评估!

海气耦合

文章编号!

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中图分类号!

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文献标识码!

3

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+

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6

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6

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6

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6

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6

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6

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6

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6

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6

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!

0(/ +*07-.

6

1()

E

>

!

引言

季风对区域及全球气候有着重要影响)亚洲是

全球最为典型的季风区)亚洲季风系统包括印度季

风和东亚季风两个子系统!二者既相互区别又紧密

相连 %

F'.*401:

!

"%PB

*

G0-*401:

!

"%PC

&)在建

立时间上!亚洲季风首先在南海爆发!然后向西北

扩展)东亚季风是由热带季风和副热带季风组成的

混合系统!包含越赤道气流(季风槽以及强降水等

%

F'-.*401:

!

#$$#

*

[()

E

*401:

!

#$$A

&)受复杂海

陆分布和高原大地形的影响!东亚气候有其独特性

%

I.*401:

!

#$$R0

!

#$$RM

&)研究表明!印度洋(

太平洋的88G

%

;(440*401:

!

"%%B

*

D.

!

"%%C

&以

及欧亚大陆与青藏高原的雪盖 %

&'*)*401:

!

#$$$

*

F'0)

E

*401:

!

#$$R

&是影响东亚夏季风变率的重要

因素)而大气环流因子!特别是欧亚大陆中高纬度

的阻塞高压(西太平洋副热带高压!乃至北大西洋

地区环流异常!对东亚季风环流具有重要影响 %吴

国雄等!

#$$#

!

#$$!

*

I.*401:

!

#$$RM

*

@(*401:

!

#$$A

*

]()*401:

!

#$$B

&)因此!控制东亚季风气候

变化的因子非常复杂!涉及复杂的海 陆 气相互作

用过程!为理解东亚季风的演变规律!需要借助海

洋大气耦合的气候系统模式)

东亚季风的数值模拟问题是气候模拟研究领域

的一个世界性难题)此前基于大气环流模式所开展

的分析表明!世界上许多先进的气候模式!都难以

准确再现东亚季风降水的水平分布 %

I.*401:

!

#$$$

*

F'-.*401:

!

#$$#

&)大气环流模式对季风降

水变率的模拟!亦存在许多不足 %

0)

E

*401:

!

#$$R

!

#$$A

&)

近年来!全球耦合气候系统模式的研究有了长

足的进步)例如!参加TU&&3JR

的全球海气耦合

模式已经有#R

个之多 %

F'-.*401:

!

#$$B

&)但是!

目前的气候系统模式对赤道地区海气相互作用(东

亚气候及其变化的模拟!依然存在许多问题 %周天

军等!

#$$AM

*张莉等!

#$$P

&)东亚是全球海O

陆O

气相互作用最为复杂的区域之一)评估当前耦合模

式对东亚气候的模拟能力!分析模式存在的系统性

偏差!是模式后续改进工作的基础)

发展一个在东亚季风模拟方面具有一定优势的

气候系统模式!是中国科学院大气物理研究所大气

科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室

%

@38>

+

T3U

&长期以来努力的目标)

=>?3@8

%

=1*_(M1*>1-M01?7*0)345-+

6

'*/*@0)L8

N

+4*5

5-L*1

&是@38>

+

T3U

基于气候系统模式&&8S#

的架构建立的模块化的新版本耦合气候系统模式

%周天军等!

#$$A0

&)在保持统一的耦合框架下!

=>?3@8

的大气模式分量有@38>

+

T3U

谱大气模

式和格点大气模式两种选择!与格点大气环流模式

>3ST@

对应的版本!简称=>?3@8

"

E

*与谱大气

环流模式83ST@

对应的版本!简称=>?3@8

"

+

)

=>?3@8

"

E

参加了TU&&

第一工作组围绕第四次

评估报告 %

3JR

&撰写而组织的气候模拟比较试验

%王斌!

#$$A

*

I.*401:

!

#$$A

&!针对=>?3@8

"

E

的模拟性能!此前已经开展了大量的评估 %

[0(

!

#$$B

*

F'-.*401:

!

#$$B

&*而针对=>?3@8

"

+

的分

析则相对较少)本文的目的!是通过对=>?3@8

"

+

控制积分的分析!试图回答两方面问题'

=>?3@8

"

+

对东亚夏季风的模拟能力如何, 海气耦合过程对模

式模拟的东亚夏季风有何影响, 前者将为模式的后

BA"

大!

气!

科!

学

&'()*+*,-./)01-2345-+

6

'*/(787(*)7*+

!!!

!

!!

卷

9-1:!!

续改进工作提供参考!后者将丰富我们对东亚季风

形成和变化规律的理解)

本文其他部分安排如下'第#

节对=>?3@8

"

+

进行简单介绍*第!

节从降水场(高低层环流和温

度场等几个方面考察=>?3@8

"

+

在东亚区域的模

拟能力*第R

节是模式模拟结果的讨论!最后给出

全文的结论)

?

!

模式介绍

耦合气候系统模式=>?3@8

"

+

采用模块化结

构 %周天军等!

#$$A0

&!其核心是;&3J&&8S#

的耦合器&U@A

)整个耦合系统包括四个地球物理

动力模块!即大气模式(海洋模式(陆面模式和海

冰模式)四个子系统模式保持独立!彼此间通过耦

合器进行数据交换)

=>?3@8

"

+

的大气分量是@38>

+

T3U

发展改

进的大气环流谱模式83ST@

!在水平方向上为菱形

截断R#

波!分辨率相当于#:P"#A

%经度&

a":BB

%纬度&!垂直方向采用!

8

混合坐标系!分为#B

层 %即JR#@#B

&)模式动力框架独特!引入一参考

大气!采用半隐式时间积分方案)物理过程包括

KLY0/L+

和81()

E

-

提出的新的辐射参数化方案

%

KLY0/L+*401:

!

"%%B

&!云量诊断参数化方案!并

引入给予统计方法的层积云方案!还充分考虑了其

他重要的次网格物理过程!如G(*L4\*

对流参数化

方案以及垂直(水平扩散等)边界层参数化过程采

用非局地边界层参数化方案)模式物理过程还考虑

了地形重力波拖曳 %包庆等!

#$$B

&)

海洋模式采用@T&?S

!它是对@38>

+

T3U

第

三代全球大洋环流模式@!$GB!

%

,()*401:

!

"%%%

&

的水平分辨率进行提高而形成的新版本 %

@(.*4

01:

!

#$$R

&!水平分辨率"a"

!垂直方向!$

层!

其中!$$5

以上有"#

层)陆面和海冰分量分别为

;&3J

研制的通用陆面过程模式&@S

和海冰模式

&8TSR

%

Q/(*

E

10**401:

!

#$$#

*

9*/4*)+4*()*401:

!

#$$#

&)

耦合模式进行了#$$

年的完全海 陆 气 冰耦

合积分)耦合积分的初始场!大气和陆面模式分别

取陆 气耦合积分的各自第A$

年"

月"

日的瞬时

场!海洋模式取A$$

年+

6

()O.

6

积分的第A$$

年"#

月!"

日的瞬时场!而海冰模式的初始场则任意给

定 %周天军等!

#$$AM

&)本文选取第"%"

"

#$$

模

式年的逐月积分结果做分析)

为讨论海气耦合过程对模拟结果的影响!本文

用83ST@3STU

试验"%P$

"

"%P%

年的积分结果

#

3STU

试验是用观测的逐月海温和海冰强迫

3>&S

做连续积分 %

U'(11(

6

+

!

"%%B

&$!考察耦合系

统模拟误差是源自大气模式本身!还是耦合系统的

气候态漂移)此外!为了检验耦合模式的结果!本

文还用到如下资料'%

"

&

](*

和3/\()

整理的降水

资料 %

&S3U

&%

](**401:

!

"%%C

&!%

#

&欧洲中期天

气预报中心的KJ3R$

再分析资料 %

V

66

010*401

!

#$$A

&!%

!

&

D0L1*

N

中心的全球海冰和海表温度资

料 %

>T88G

&%

J0

N

)*/*401:

!

"%%B

&)所用到的资料

时间跨度为"%P$

"

"%P%

年)为讨论方便!文中对

上述资料统称为观测资料)

@

!

结果分析

@A>

!

降水场

降水是反映季风活动的主要指标)降水的模拟

是数值模式动力过程和物理过程综合作用的结果)

图"

给出观测和模拟的夏季 %

,,3

&平均降水的空

间分布)

I.*401<

%

#$$$

&指出!在中国东部!

&S3U

资料除一些小范围的降水中心外!其降水空

间分布型与台站资料基本一致)因此!本文以

&S3U

资料作为观测标准检验模式结果)观测中!

东亚夏季强降水中心位于孟加拉湾(南海和西太平

洋!陆地雨带大致呈由南向北递减的分布!沿着长

江流域 %

!$;

&!梅雨峰雨带自西向东延伸至东海)

=>?3@8

"

+

基本能模拟东亚夏季降水的主要

分布型!但与观测相比!模式降水的偏差亦很明

显!主要表现为'在陆地上!模式的降水带过于偏

南并向东北延伸!而华南的降水则明显偏多 %图

"M

&*在海洋上!模拟的南海及菲律宾以东的降水

较之观测偏少!这可能与耦合模式模拟的该区域海

温偏低有关 %周天军等!

#$$A0

!

#$$AM

&)

耦合模式的偏差来自多方面!大气模式分量的

性能以及耦合过程本身都会对模拟结果产生很大影

响)那么!

=>?3@8

"

+

在降水模拟上的偏差是源

自大气模式自身还是海气耦合过程, 为了回答这一

问题!图"7

给出单独大气模式83ST@3STU

试验

的结果)在陆地上!

83ST@

模拟的雨带也较观测

偏南!主要降水集中在沿海地区!而长江流域的降

水偏少!在东部存在一条接近于南北向的雨带!并

CA"

"

期!

;-:"

陈昊明等'耦合模式=>?3@8

"

+

模拟的东亚夏季风

&DK;D0-5()

E

*401<G'*K0+43+(0)8.55*/S-)+--)8(5.104*LM

N

&-.

6

1*LS-L*1=>?3@8

"

+

!!!

图"

!

观测和模拟的东亚夏季平均的降水分布'%

0

&

&S3U

*

%

M

&

=>?3@8

"

+

模拟*%

7

&

83ST@

模拟)阴影'降水量大于A

55

+

L

=(

E

:"

!

U/*7(

6

(404(-)-X*/K0+43+(00X*/0

E

*L2-/"$

N

*0/+b,,3

%

,.) 3.

E

&

M0+*L-)

%

0

&

&S3U

E

/(LL040

!%

M

&

=>?3@8

"

+

+(5.104(-)0)L

%

7

&

83ST@()4*

E

/04(-):J*

E

(-)+Y(4'

6

/*7(

6

(404(O

-)

E

/*04*/4'0)A55

+

L0/*+'0L*L

向北延伸到R$;

以北)这与=>?3@8

"

+

的模拟结

果类似!二者的差别主要体现在海洋上!

83ST@

中海洋上的降水明显比观测多)因此!大气模式自

身在降水模拟上的偏差!是导致耦合模式降水模拟

不足的重要原因!同时!耦合过程对模拟性能的影

响亦不可忽视)

为定量评估模式模拟的东亚夏季降水空间型与

观测的相似度!将模式降水与观测求空间相关!并

计算模式降水标准差与观测的比率!将其表示在泰

勒图 %

G0

N

1-/

!

#$$"

&上 %图#

&)这里仍以&S3U

资料作为观测标准!同时给出KJ3R$

的结果作为

参考)为便于比较!事先已利用双线性插值!将模

式结果插值到与&S3U

相同的#:Aa#:A

网格)

观测和模式的均方根 %

JS8

&误差可以分解为偏差

和中心化的均方根误差!其中偏差表示模式降水的

空间平均值与观测的差!而均方根误差可衡量模式

降水相对于观测的空间离散程度)由图#0

可知!

尽管=>?3@8

"

+

相对于观测的偏差比83ST@

略

大!但耦合后模式的均方根误差显著减小)在泰勒

图中!模式离观测点 %

&S3U

&越近!表示模式降

水的空间分布越接近于观测)从图#M

可以看到!

耦合模式对东亚夏季风降水空间分布的模拟明显好

于单独大气模式)

雨带的北进南退是东亚季风降水的主要特征之

一!图!

给出纬向平均的中国东部雨带季节变化)

由观测可知%图!0

&!

#

"

R

月雨带驻留华南!

B

月北

进到长江流域!梅雨季开始!到C

(

P

月份雨带达最

北!

%

月起迅速南撤)

=>?3@8

"

+

基本模拟不出春

末夏初的雨带北进 %图!M

&!模式中强降水带在A

(

B

月份突然建立!且由于整体雨带偏南!导致北方

降水明显偏少)耦合模式对夏末雨带的南退模拟尚

可!只是南撤时间较观测晚"

个月左右)单独大气

模式83ST@

亦存在类似误差!但83ST@

中长江

流域雨带的建立较观测和耦合模式早!且到B

(

C

月雨带就开始南撤)由此可见!耦合模式在一定程

度上改进了对东亚季风雨带北进南撤的模拟)

综合上述分析可知!就降水模拟而言!海气耦

合在很大程度上改进了单独大气模式对降水气候态

模拟的偏差!使模式模拟的东亚夏季风降水更接近

于观测)关于耦合模式模拟降水的能力为何得以提

高!本文第R

节将做进一步讨论)

@A?

!

高低空环流场

东亚夏季降水与夏季风环流密切相关)对流层

上层的南亚高压和对流层中层的西北太平洋副热带

高压是东亚季风的重要组成部分)在对流层上层

%

"$$'U0

&!南亚高压主体位于欧亚大陆上空!中高

纬度为平直西风气流 %图R0

&)

=>?3@8

"

+

基本能

模拟出南亚高压的主体结构 %图RM

&!但高压中心

的位置偏北(强度偏弱而范围偏大)模式中高压轴

偏到R$;

以北!使高压两侧东西风急流的位置也

随之北移!如观测中沿#$;

的东风急流在耦合模

式中北移到!$;

)此外!高压强度模拟的偏弱也

导致高空急流偏弱)这里同样对比分析单独大气模

式的结果)由图R7

可知!

83ST@

中也存在南亚高

PA"

大!

气!

科!

学

&'()*+*,-./)01-2345-+

6

'*/(787(*)7*+

!!!

!

!!

卷

9-1:!!

图#

!

模式模拟东亚 %

"A;

"

AA;

!

CAK

"

"!AK

&夏季平均降水空间分布的能力'%

0

&均方根误差和偏差*%

M

&泰勒图

=(

E

:#

!

8\(11+-2

E

*-

E

/0

6

'(701L(+4/(M.4(-)-2K0+43+(0)

%

"A; AA;

!

CAK "!AK

&

,,35*0)

6

/*7(

6

(404(-)2-/4Y-5-L*1+

'%

0

&

J--45*0)

+

c

.0/**//-/

%

JS8K

&

0)LM(0+

*%

M

&

G0

N

1-/L(0

E

/052-/L(+

6

10

N

()

E6

044*/)+404(+4(7+

图!

!

中国东部 %

""$K

"

"#AK

&夏季纬向平均的降水量季节变

化图 %单位'

55

+

L

&'%

0

&

&S3U

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

=(

E

:!

!

8*0+-)01*X-1.4(-)-2,,35*0)d-)010X*/0

E

*L/0()2011

%

55

+

L

&

-X*/K0+4&'()0

%

""$K "#AK

&'%

0

&

&S3U

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

压脊线偏北(系统强度偏弱的问题!但单独大气模

式的结果比耦合后的模式更接近观测)

在对流层中层 %

A$$'U0

&!西太平洋副热带高

压是影响东亚夏季降水时空分布的重要系统!能

否正确地描述副高的强弱及其南北移动!直接影

响到模式对夏季降水的模拟)观测中!副高中心

位于副热带西太平洋上空!副高脊线沿#A;

%图

A0

&)

=>?3@8

"

+

模拟的副高偏弱!脊线偏南!且

未模拟出闭合的高压中心 %图AM

&)进一步分析发

现!位势高度系统性偏低在A$$'U0

以下各层均存

在 %图略&)单独大气模式83ST@

能模拟出西太平

洋副热带高压的主体结构!但强度也比观测弱)此

外!

83ST@

中高压脊线的位置也偏南!导致模拟

的东亚季风偏弱!这与降水场模拟的结果亦相对

应)

水汽输送对东亚降水异常具有重要影响 %

F'-.

*401<

!

#$$A

&)图B

给出观测和模式模拟的PA$'U0

水汽输送)从图B0

可知!来自南半球的越赤道气

流是亚洲夏季风降水的重要水汽通道!东亚季风区

的水汽主要来自印度季风区(南海及热带西太平

洋)

=>?3@8

"

+

较好地模拟出了低层水汽输送的

主要型态 %图BM

&!但越赤道气流模拟偏弱!使模

式中向北的水汽输送不足!这与降水场的误差一

致)此外!

=>?3@8

"

+

模拟的西南季风气流的水

汽输送过于北伸!这与其降水的空间分布亦相一

致)

83ST@

模拟的西南季风气流则明显偏南 %图

%A"

"

期!

;-:"

陈昊明等'耦合模式=>?3@8

"

+

模拟的东亚夏季风

&DK;D0-5()

E

*401<G'*K0+43+(0)8.55*/S-)+--)8(5.104*LM

N

&-.

6

1*LS-L*1=>?3@8

"

+

!!!

图R

!

夏季平均的"$$'U0

风场和位势高度场 %单位'

L0

E6

5

&'

%

0

&

KJ3R$

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

=(

E

:R

!

,,35*0)'-/(d-)401Y()L2(*1L+0)L

E

*-

6

-4*)4(01'*(

E

'4

%

L0

E6

5

&

04"$$'U02/-5

%

0

&

KJ3R$/*0)01

N

+(+

!%

M

&

=>?3@8

"

+0)L

%

7

&

83ST@

B7

&!而在#A;

左右又折向西北!这可能与其模拟

的低层大陆热低压偏强有关 %图略&)

@A@

!

温度场

从上述分析可知!大气模式83ST@

模拟的高

低层系统一致性的偏弱导致耦合后的=>?3@8

"

+

存在类似的误差)在数值模式中!位势高度是基于

状态方程和静力方程的一个诊断量!模式在对流层

温度结构上的模拟偏差!将直接影响到高度场的模

拟结果)

图C

给出夏季A$$'U0

温度场的空间分布)由

观测 %图C0

&可知!夏季东亚A$$'U0

温度场最显著

的特征是位于青藏高原上空的暖中心 %

!$;

!

%$K

&)

=>?3@8

"

+

模拟的温度场在欧亚大陆上空都明显

偏冷 %图CM

&!高原上空的暖中心偏冷达!e

!这可

能是模式中南亚高压显著偏弱的原因之一)单独大

气模式83ST@

的误差与此类似 %图C7

&!即在大部

图A

!

同图R

!但为A$$'U0

的结果

=(

E

:A

!

805*0+=(

E

:R

!

M.42-/A$$'U0

分区域都比观测偏冷!但青藏高原上空则偏暖!暖

异常中心可达!e

)由此可以推断!大气模式中温

度场的误差在耦合后被放大了!

=>?3@8

"

+

的误

差可能是其大气模块误差和耦合过程误差叠加的结

果)

为进一步考察温度场的偏冷是否只存在于A$$

'U0

!下面给出纬向平均的对流层温度垂直分布

%图P

&)由图P0

可知!

=>?3@8

"

+

的垂直温度结

构与观测相比存在较大偏差!如在对流层中上层!

=>?3@8

模拟的温度在低纬和中高纬度一致偏冷!

冷中心位于高原上空#$$'U0

左右!且冷异常中心

较观测偏冷"$e

以上!这与模式在对流层中上层位

势高度一致性偏低一致)在欧亚大陆中高纬度的对

流层低层!

=>?3@8

"

+

模拟的温度则高于观测!暖

异常中心位于AA;

以北PA$'U0

左右!最暖中心

偏暖Be

以上)单独大气模式83ST@

也存在类似

误差 %图PM

&!两者误差场之间的空间相关系数达

到$:PA

!表明耦合模式温度场的误差!主要是来自

于大气模块的误差)

$B"

大!

气!

科!

学

&'()*+*,-./)01-2345-+

6

'*/(787(*)7*+

!!!

!

!!

卷

9-1:!!

图B

!

夏季平均的PA$'U0

水汽输送 %单位'

E

-

5

f"

-

+

f"

&'%

0

&

KJ3R$

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

=(

E

:B

!

,,35*0)Y04*/X0

6

-/4/0)+

6

-/4

%

E

-

5

f"

-

+

f"

&

04PA$

'U02-/

%

0

&

KJ3R$/*0)01

N

+(+

!%

M

&

=>?3@8

"

+0)L

%

7

&

83ST@

@AB

!

季风经向环流

在东亚季风区!由于高原夏季强大的热力作

用!使该区域的经向环流不同于北半球同纬度的其

他区域!即在季风区#$;

"

R$;

均为强上升运动

区!强辐合控制着!A;

附近的区域 %叶笃正等!

"%CR

&)由图%0

可以清楚地看到!在该区域D0L1*

N

环流被反向的季风经圈环流所代替!即气流在!$;

附近上升!在南半球下沉)

=>?3@8

"

+

很好地模

拟出了东亚季风区夏季经圈环流的这一变化!但赤

道附近的上升运动略强于KJ3R$

)单独大气模式

83ST@

的模拟结果也与观测基本相当!只是模拟

的强上升运动略偏南!这与其模拟的雨带整体偏南

也相对应)

@AC

!

高低空急流

副热带西风急流是影响东亚气候的重要环流系

统!其显著的季节变化特征 %北跳和南退&是东亚

大气环流季节转换的标志!并与东亚季风爆发以及

图C

!

"$

年夏季平均的KJ3R$

再分析和模式模拟的A$$'U0

温度场 %单位'

e

&'%

0

&

KJ3R$

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

=(

E

:C

!

G*)O

N

*0/,,35*0)4*5

6

*/04./*

%

e

&

04A$$'U02-/

%

0

&

KJ3R$/*0)01

N

+(+

!%

M

&

=>?3@8

"

+0)L

%

7

&

83ST@

我国东部地区雨带移动之间具有密切关系 %廖清海

等!

#$$R

*

F'0)

E

*401:

!

#$$B

&)已有研究表明!急

流中心位于高空#$$'U0

!其中心强度在夏季可达

!A5

+

+

%廖清海等!

#$$R

&)图"$

中等值线给出观

测和模拟的副热带西风急流的分布!其中急流用

#$$'U0

平均纬向风表示)由观测 %图"$0

&知!在

东亚副热带高空R$;

左右存在一条强西风带!中

心最大风速达!$5

+

+

以上)

=>?3@8

"

+

大致能模

拟出东亚高空的这条强西风带!但模拟的急流强度

比观测弱!且只模拟出P$K

左右一个急流中心!其

中心强度不到#$5

+

+

)此外!耦合模式中急流的位

置偏北"$

左右)单独大气模式的结果与耦合模式

类似 %图"$7

&!但急流中心的强度比=>?3@8

"

+

强!中心最大风速可达#R5

+

+

)

由热成风关系"

-

+

"

8

F

%

G

+

+8

&%

"

H

+

"

&

&可知!

模式对急流模拟的不足与模式中温度场的系统性偏

差有关 %

F'0)

E

*401:

!

#$$B

&)图"$

同时给出地表

"B"

"

期!

;-:"

陈昊明等'耦合模式=>?3@8

"

+

模拟的东亚夏季风

&DK;D0-5()

E

*401<G'*K0+43+(0)8.55*/S-)+--)8(5.104*LM

N

&-.

6

1*LS-L*1=>?3@8

"

+

!!!

图P

!

夏季东亚纬向平均 %

CAK

"

"!AK

&的温度垂直 %单位'

e

&分布差值图'%

0

&

=>?3@8

"

+

与KJ3R$

之差*%

M

&

83ST@

与KJ3R$

之差

=(

E

:P

!

@04(4.L* '*(

E

'47/-+++*74(-)+-2,,35*0)4*5

6

*/04./*

L(22*/*)7*+

%

e

&

M*4Y**)5-L*1+0)LKJ3R$0X*/0

E

*L-X*/K0+4

3+(0

%

CAK "!AK

&'%

0

&

=>?3@8

"

+OKJ3R$

*%

M

&

83ST@O

KJ3R$

到#$$'U0

平均的经向温度差分布图 %填色图&)这

里经向温度差的计算采用与F'0)

E

*401<

%

#$$B

&相同

的方法)由图"$0

可以看到!

KJ3R$

中的强西风急

流带与经向温度梯度存在非常好的对应关系)两个

模式模拟的经向温度梯度都比KJ3R$

偏弱 %图

"$M

(

7

&!

=>?3@8

"

+

几乎模拟不出强的经向温度

梯度!这与耦合模式中热带海温偏低有关 %周天军

等!

#$$A0

!

#$$AM

&)

=>?3@8

"

+

与83ST@

模拟的

经向温度梯度的相关系数达$:%RA

!这再一次说明

耦合模式中温度场模拟的误差主要来自于大气模

块!耦合后大气模块中的误差被放大了)

@AD

!

环流和雨带的季节跃变

东亚夏季风的一个典型特征是雨带和相应的环

流如副高在B

(

C

月存在两次明显的北跳 %

I.*4

01:

!

#$$$

&)图""0

给出基于KJ3R$

再分析的

A$$'U0AP$$

E6

5

和APP$

E6

5

等值线从A

"

P

月

的演变情况!图""L

是基于&S3U

资料同期的

!55

+

L

降水等值线的分布图!从图中可以清楚地

看到季风系统的这两次跃变过程)

图""M

(

*

给出=>?3@8

"

+

模拟的结果)由

图%

!

CAK

"

"!AK

平均的夏季经圈环流'%

0

&

KJ3R$

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*%

7

&

83ST@

=(

E

:%

!

,,35*0)5*/(L(-)017(/7.104(-)+2-/CAK "!AK2/-5

%

0

&

KJ3R$/*0)01

N

+(+

!%

M

&

=>?3@8

"

+0)L

%

7

&

83ST@

!:#

节的分析知!

=>?3@8

"

+

模拟的系统强度比观

测弱!因此!这里取A$$'U0

的ACB$

E6

5

和AC#$

E6

5

等值线来讨论副高的演变过程)

=>?3@8

"

+

能大致模拟出副高在B

月和C

月的两次明显北跳过

程!但具体的演变相对于观测有很大误差!如A

月

副高的变动并不明显!到B

月副高脊线就北跳到

#A;

以北)从雨带的跃变来看!

=>?3@8

"

+

模拟

的A

月到B

月的北跳较明显!此后雨带就基本维持

在长江流域!这与图!M

中雨带在A

(

B

月份突然在

!$;

建立亦相一致)总体而言!

=>?3@8

"

+

基本

可以模拟出季风系统的季节跃变)这两次系统的突

变对东亚夏季风的发展及降水有重要影响!因此

=>?3@8

"

+

对这一过程的成功再现!表明该耦合

模式具备合理模拟东亚季风系统基本演变过程的能

力)

#B"

大!

气!

科!

学

&'()*+*,-./)01-2345-+

6

'*/(787(*)7*+

!!!

!

!!

卷

9-1:!!

图"$

!

夏季平均的#$$'U0

纬向风 %等值线!单位'

5

+

+

&以及地表到#$$'U0

平均的经向温度差 %阴影&'%

0

&

KJ3R$

*%

M

&

=>?3@8

"

+

*

%

7

&

83ST@

=(

E

:"$

!

,,35*0)L(+4/(M.4(-)+-2#$$'U0d-)01Y()L

%

(+-1()*+

*

.)(4+

'

5

+

+

&

0)L4'*5*/(L(-)010(/4*5

6

*/04./*L(22*/*)7*+

%

+'0L*L

&

0X*/O

0

E

*L2/-5+./207*4-#$$'U02-/

%

0

&

KJ3R$

!%

M

&

=>?3@8

"

+0)L

%

7

&

83ST@

图""7

(

2

给出83ST@

相应的模拟结果)与

=>?3@8

"

+

相比!单独大气模式模拟的系统演变

过程与观测相差更大!如对副高北跳的模拟!

83ST@

模拟的A

月到B

月的北跳并不明显!而到C

月份!副高脊线反而南移到#$;

左右)对雨带的

模拟也存在类似的情况!其模拟的雨带基本维持在

长江流域及其以南!季节跃变也不明显!这亦与图

!

的结果一致)因此!就东亚夏季风系统演变过程

的模拟而言!耦合模式改进了原大气模式的结果!

换言之!海气耦合过程能够对季风系统的季节性北

跳产生影响)

B

!

讨论

由上述分析可知!大气模式的系统性偏差对耦

合模式的模拟误差有重要影响!耦合后大气模块的

误差在很多方面被放大!如耦合模式对环流场和高

低空急流的模拟都不如单独大气模式)但值得注意

的是!相对于单独大气模式!耦合模式显著改善了

对东亚夏季风降水的模拟!这可能与单独的大气模

式中缺乏必要的海气相互作用有关 %

=.*401:

!

#$$#

*

0)

E

*401:

!

#$$A

&)

图"#0

给出耦合模式与单独大气模式模拟的降

水及PA$'U0

风场差值图!从图中可以看到!两者

模拟的降水在陆地上相差不大!主要差别出现在南

海和热带西太平洋)这亦与王在志等 %

#$$C

&的结

果一致)耦合后!海洋上的虚假强降水显著减小!

这可能与耦合模式中局地海气相互作用有关!因为

耦合模式在整个热带西太平洋模拟的88G

都偏低

%周天军等!

#$$A0

!

#$$AM

&)图"#M

是=>?3@8

"

+

模拟的88G

与观测的差!可以看到!耦合模式中

!B"

"

期!

;-:"

陈昊明等'耦合模式=>?3@8

"

+

模拟的东亚夏季风

&DK;D0-5()

E

*401<G'*K0+43+(0)8.55*/S-)+--)8(5.104*LM

N

&-.

6

1*LS-L*1=>?3@8

"

+

!!!

图""

!

A

"

P

月A$$'U0

位势高度等值线 %单位'

E6

5

&的演变 %

0

"

7

&以及!55

+

L

降水等值线的变化 %

L

"

2

&)

A

月'黑实线*

B

月'蓝虚

线*

C

月'紫点线*

P

月'红线

=(

E

:""

!

8*0+-)01*X-1.4(-)-2

%

0 7

&

A$$O'U07-)4-./+0)L

%

L 2

&

!55

+

L

6

/*7(

6

(404(-)/04*(+-1()*+0X*/0

E

*L2-/S0

N

%

M107\+-1(L1()*

&!

,.)

%

M1.*L0+'*L1()*

&!

,.1

%

6

./

6

1*L-44*L1()*

&

0)L3.

E

%

/*L1-)

E

0)L+'-/4L0+'*L1()*

&

88G

的冷异常中心与耦合后降水减少最多的区域

基本一致)对比图"#7

和"#0

可以发现!耦合模式

对北半球夏季降水模拟的改进主要集中在亚洲季风

区!而其他区域降水的改进并不明显)

一种可能的机制是!大气模式中的降水偏强减

少向下的太阳辐射!增加向上的潜热通量!这会使

模式中表层的热通量减小 %图略&)耦合以后!通

过局地海气相互作用!使88G

下降 %图"#M

&!抑制

了大气模块中的虚假降水 %图"#7

&)此外!相对于

83ST@

!耦合系统在热带西太平洋上空出现一个

反气旋异常 %图"#0

&!这亦不利于强降水发生)降

水的减少确实会使表层太阳辐射增加(潜热减少!

从而改变了耦合模式中的表层热通量!使海气耦合

系统达到一个新的平衡态)新平衡态建立后!表层

热通量的改变不可避免地影响到耦合系统的温度场

结构!从而对模式的环流场(风场产生影响)

C

!

结论

本文评估了全球耦合气候系统模式=>?3@8

"

+

对东亚夏季风的模拟能力)通过与&S3U

降水和

KJ3R$

再分析资料的对比!检验了=>?3@8

"

+

模

拟的季风区降水场(环流场(风场以及温度场的情

况)在此基础上!将耦合模式与单独大气模式

3STU

试验结果进行对比分析!考察海气耦合过程

对模拟结果的影响)

分析表明!

=>?3@8

"

+

模拟的东亚夏季降水

RB"

大!

气!

科!

学

&'()*+*,-./)01-2345-+

6

'*/(787(*)7*+

!!!

!

!!

卷

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统性偏冷!

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最强冷异常中心可比观测偏冷

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)温度场的偏差直接影响到环流和风场的

模拟!使模式中高低层环流系统都明显偏弱)模式

对经向温度梯度模拟不足!导致模式中东亚副热带

急流的偏弱)此外!耦合模式对夏季风系统的季节

跃变也有一定的模拟能力)

为考察海气耦合过程的影响!将耦合模式与单

独大气模式作了对比分析!结果发现!大气模式中

温度场的系统性偏差!是导致耦合模式温度场误差

的主要原因!两者的误差场具有很好的空间相关关

系)耦合后!大气模式的误差通过海气相互作用会

对海温和海冰的分布产生影响!进而反馈到大气的

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了耦合系统模拟的降水场)

本文的结论表明!改进大气模式83ST@

模拟

的温度场!有助于减小耦合模式的系统性误差!提

高整个耦合系统的模拟性能)

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对东亚季风

区云量的低估 %周天军等!

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程的模拟效果!减小大气模式温度场的系统性误

差!应是=>?3@8

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后续发展过程首先需要解决

的问题)在中国科学院创新团队国际合作伙伴计划

.气候系统模式研发及应用研究/的资助下!这方

面的改进工作!已经在@38>

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着手展开)

致谢!

0大气科学1编委和两位审稿专家对本文的修改提出了宝贵

意见和建议!在此深表感激)

参考文献 "

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包庆!刘屹岷!周天军!等<#$$B<@38>

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大气环流谱模式对陆

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副热带高压形成和变异的动力

学问题 #

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副热带高压研究进展及展望

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全球海气耦合模式对东亚季风降水模

拟的检验 #

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