積云對流參數化方案對氣候模式的模擬性能起著非常關鍵的作用,其主要通過內部的感熱、潛熱及動量輸送等來影響大尺度環(huán)流。中國位于東亞季風區(qū),氣候復雜多變,積云對流參數化的正確選擇對于使用數值模式進行中國及東亞區(qū)域的氣候模擬和氣候變化預估尤其重要(劉一鳴和丁一匯,2001;熊喆和符淙斌,2006;曹杰等,2007;Zou and Zhou, 2011)。
區(qū)域氣候模式RegCM4.4是RegCM系列模式的最新版,與以往版本相比,最新版中較明顯的一個改進是引入了新的陸面模式CLM。CLM在描述生物圈的生物物理和生物化學過程方面較原有的陸面模式BATS有較大改進,但在選用CLM時不同對流參數化方案在中國地區(qū)的表現如何,相關檢驗工作開展較少。
為了考察在選用CLM時不同對流參數化方案的模擬效果,中國科學院大氣物理研究所研究員高學杰與國家氣候中心、意大利國際理論物理研究中心(ICTP)科研人員合作,進行了五種不同對流參數化方案——Grell、Emanuel、Tietdke,Mix(陸地上為Emanuel方案,海洋上為Grell方案)和Mix2(陸地上為Grell方案,海洋上為Emanuel方案)下的模擬試驗。將模擬的冬、夏季平均氣溫和降水與觀測進行了對比分析,結果表明,Emanuel方案是綜合模擬效果最好的(圖1-3)。因此,使用區(qū)域氣候模式RegCM4.4進行中國區(qū)域模擬研究時,如果陸面模式選為CLM,對流參數化方案推薦選項為Emanuel。
參考文獻:
1. 劉一鳴, 丁一匯, 2001: 修正的質量通量積云對流方案及其模擬試驗研究. 第一部分: 方案介紹及對1991年洪澇過程的模擬, 氣象學報, 59(1): 1-14.
2. 曹杰, 張秀年, 尤亞磊, 楊若文, 2007: 區(qū)域氣候模式(RegCM3)中積云對流參數化方案在縱向嶺谷區(qū)的適用性研究, 科學通報, 52(增刊): 101-106.
3. 熊喆, 符淙斌, 2006: RIEMS中積云對流參數化方案對我國降水的影響, 氣候與環(huán)境研究, 11(3): 387-394.
4. Zou, L. W. and T. J. Zhou, 2011: Sensitivity of a regional ocean-atmosphere coupled model to convection parameterization over western North Pacific, Journal of Geophysical Research-Atmosphere, 2011, 116, D18106.
5. Gao, X. J., Y. Shi, and F. Giorgi, 2016. Comparison of convective parameterizations in RegCM4 experiments over China with CLM as the land surface model. Atmospheric and Oceanic Science Letters, doi:10.1080/16742834.2016.1172938.
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